(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長λ１を有する第１のレーザ光を出射する第１の光源と、
前記第１の波長λ１よりも大きい第２の波長λ２を有する第２のレーザ光を出射する第２の光源と、
前記第１のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる第１の平板型光学素子と、
前記第２の光源と前記第１の平板型光学素子との間に配置され、前記第２のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させ、前記第１のレーザ光を実質的に透過する第２の平板型光学素子と、
前記第１の平板型光学素子で反射された前記第１のレーザ光を第１の情報記録媒体の情報記録面に収束させる第１の対物レンズと、
前記第２の平板型光学素子で反射された前記第２のレーザ光を前記第１の情報記録媒体とは異なる種類の第２の情報記録媒体の情報記録面に収束させる第２の対物レンズと、
前記第１の情報記録媒体の情報記録面からの反射光を受光して、情報信号及び／又は誤差信号を生成する第１の光検出器と、
前記第１の平板型光学素子の透過光を受光して、前記第１の光源の出力を制御するための自動パワーコントロール信号を生成する第２の光検出器とを備え、
前記第１の平板型光学素子は、前記第１の光源から出射された前記第１のレーザ光が入射する第１の面と、前記第１の面に対向する第２の面とを含み、
前記第１の面と前記第２の面とは互いに平行であり、
前記第１の面には、前記第１のレーザ光を、所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成され、
前記第２の面には、前記第１のレーザ光に対して規定の反射率及び透過率を有する反射防止膜が形成されていることを特徴とする光学ヘッド。
【請求項２】
前記第１の平板型光学素子は、前記第１の情報記録媒体の情報記録面に対して実質的に垂直に入射するように、前記第１のレーザ光を反射させる平板型反射ミラーを含むことを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項３】
前記第１の情報記録媒体は、光透過層の厚さがそれぞれ異なる少なくとも３つの情報記録面を有し、
前記第１の情報記録媒体の前記光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正する球面収差補正部をさらに備え、
前記球面収差補正部は、前記光透過層の厚さが最も大きい情報記録面Ｌ０への情報の記録又は再生時に、前記第１の対物レンズに発散光を入射させ、前記光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Ｌｎへの情報の記録又は再生時に、前記第１の対物レンズに収束光を入射させることを特徴とする請求項１又は２記載の光学ヘッド。
【請求項４】
前記第１の情報記録媒体は、光透過層の厚さがそれぞれ異なる少なくとも３つの情報記録面を有し、
前記第１の情報記録媒体の前記光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正する球面収差補正部をさらに備え、
前記球面収差補正部は、前記第２の情報記録媒体の情報記録面への情報の記録又は再生時に、前記第２の対物レンズに発散光又は収束光を入射させることを特徴とする請求項１又は２記載の光学ヘッド。
【請求項５】
前記第２の波長λ２よりも大きい第３の波長λ３を有する第３のレーザ光を出射する第３の光源をさらに備え、
前記第２の対物レンズは、前記第１の情報記録媒体及び前記第２の情報記録媒体とは異なる種類の第３の情報記録媒体の情報記録面に前記第３のレーザ光を収束させ、
前記第２の平板型光学素子は、前記第３のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させることを特徴とする請求項１又は２記載の光学ヘッド。
【請求項６】
前記第１の情報記録媒体は、光透過層の厚さがそれぞれ異なる少なくとも３つの情報記録面を有し、
前記第１の情報記録媒体の前記光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正する球面収差補正部をさらに備え、
前記球面収差補正部は、
前記第２の情報記録媒体の情報記録面への情報の記録又は再生時に、前記第２の対物レンズに収束光を入射させ、
前記第３の情報記録媒体の情報記録面への情報の記録又は再生時に、前記第２の対物レンズに発散光を入射させることを特徴とする請求項５記載の光学ヘッド。
【請求項７】
前記反射防止膜における前記第１のレーザ光に対する反射率Ｒ１は、０．０１より小さいことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光学ヘッド。
【請求項８】
第１の波長λ１を有する第１のレーザ光を出射する第１の光源と、
前記第１の波長λ１よりも大きい第２の波長λ２を有する第２のレーザ光を出射する第２の光源と、
前記第１のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる第１の平板型光学素子と、
前記第２のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させ、前記第１のレーザ光を実質的に透過する第２の平板型光学素子と、
前記第１のレーザ光を第１の情報記録媒体の情報記録面に収束させる第１の対物レンズと、
前記第１の情報記録媒体とは異なる種類の第２の情報記録媒体の情報記録面に前記第２のレーザ光を収束させる第２の対物レンズと、
前記第１の情報記録媒体の前記情報記録面からの反射光を受光して、情報信号及び／又は誤差信号を生成する第１の光検出器と、
前記第１の平板型光学素子の透過光を受光して、前記第１の光源の出力を制御するための自動パワーコントロール信号を生成する第２の光検出器とを備え、
前記第１の平板型光学素子は、前記第１の光源から出射された前記第１のレーザ光が入射する第１の面と、前記第１の面に対向する第２の面とを含み、
前記第１の面と前記第２の面とは互いに平行であり、
前記第１の面には、前記第１のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成され、
前記第２の面には、回折格子が形成されていることを特徴とする光学ヘッド。
【請求項９】
前記第１の情報記録媒体は、光透過層の厚さがそれぞれ異なる少なくとも３つの情報記録面を有し、
前記第１の情報記録媒体の前記光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正する球面収差補正部をさらに備え、
前記球面収差補正部は、前記第２の情報記録媒体の情報記録面への情報の記録又は再生時に、前記第２の対物レンズに発散光又は収束光を入射させることを特徴とする請求項８記載の光学ヘッド。
【請求項１０】
前記回折格子における前記第１のレーザ光の０次光透過率η１は、前記回折格子における前記第２のレーザ光の０次光透過率η２よりも小さいことを特徴とする請求項８又は９記載の光学ヘッド。
【請求項１１】
前記第１の面における前記第２のレーザ光の反射率は、５％未満であることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の光学ヘッド。
【請求項１２】
前記第２の面には、前記第１のレーザ光に対して規定の反射率及び透過率を有する反射防止膜が形成されていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の光学ヘッド。
【請求項１３】
前記反射防止膜における前記第１のレーザ光に対する反射率Ｒ１と、前記反射防止膜における前記第２のレーザ光に対する反射率Ｒ２とは、
Ｒ１＜（Ｒ２）／２
を満たすことを特徴とする請求項１２記載の光学ヘッド。
【請求項１４】
前記第２の波長λ２よりも大きい第３の波長λ３を有する第３のレーザ光を出射する第３の光源をさらに備え、
前記第２の対物レンズは、前記第１の情報記録媒体及び前記第２の情報記録媒体とは異なる種類の第３の情報記録媒体の情報記録面に前記第３のレーザ光を収束させ、
前記第２の平板型光学素子は、前記第３のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させることを特徴とする請求項８記載の光学ヘッド。
【請求項１５】
前記第１の情報記録媒体は、光透過層の厚さがそれぞれ異なる少なくとも３つの情報記録面を有し、
前記第１の情報記録媒体の前記光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正する球面収差補正部をさらに備え、
前記球面収差補正部は、
前記第２の情報記録媒体の情報記録面への情報の記録又は再生時に、前記第２の対物レンズに収束光を入射させ、
前記第３の情報記録媒体の情報記録面への情報の記録又は再生時に、前記第２の対物レンズに発散光を入射させることを特徴とする請求項１４記載の光学ヘッド。
【請求項１６】
前記第２の面には、前記第１のレーザ光、前記第２のレーザ光及び前記第３のレーザ光に対して規定の反射率及び透過率を有する反射防止膜が形成されていることを特徴とする請求項１４又は１５記載の光学ヘッド。
【請求項１７】
前記回折格子は、前記第１のレーザ光の入射面に平行な複数の直線が平行に並んだ凹凸パターンを有することを特徴とする請求項８〜１６のいずれかに記載の光学ヘッド。
【請求項１８】
前記回折格子は、前記第１のレーザ光の入射光軸を中心とした輪帯状の凹凸パターンを有することを特徴とする請求項８〜１６のいずれかに記載の光学ヘッド。
【請求項１９】
前記回折格子は、バイナリ型の回折格子であることを特徴とする請求項１７又は１８記載の光学ヘッド。
【請求項２０】
所定の波長λを有するレーザ光を所定の割合で透過及び反射させ、前記レーザ光を出射する光源の出力を制御するための自動パワーコントロール信号を生成する光検出器に所定の割合で透過した前記レーザ光を導く回折格子付き光学素子であって、
前記レーザ光が入射する第１の面と、前記第１の面に対向する第２の面とを備え、
前記第１の面と前記第２の面とは互いに平行であり、
前記第２の面には、回折格子が形成されており、
前記回折格子の格子深さｄは、
λ／６≦ｄ≦λ／４
を満たし、
前記回折格子のピッチｐは、
ｐ＞λ
を満たすことを特徴とする回折格子付き光学素子。
【請求項２１】
前記第１の面には、前記レーザ光を所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成されていることを特徴とする請求項２０記載の回折格子付き光学素子。
【請求項２２】
前記第１の面に入射する前記レーザ光の入射角θは、４５±１０［ｄｅｇ］であることを特徴とする請求項２０又は２１記載の回折格子付き光学素子。
【請求項２３】
請求項１〜１９のいずれかに記載の光学ヘッドと、
情報記録媒体を回転駆動するモータと、
前記光学ヘッドと前記モータとを制御する制御部とを備えることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の光ディスク装置と、
前記光ディスク装置に記録する情報及び／又は前記光ディスク装置から再生された情報を処理する情報処理部とを備えることを特徴とする情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク等の情報記録媒体に対して、情報を記録又は再生する光学ヘッド、当該光学ヘッドを具備した光ディスク装置、当該光ディスク装置を具備した情報処理装置、及び光源の出力を制御するための自動パワー制御信号を生成する光検出器にレーザ光を導く回折格子付き光学素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク等の情報記録媒体に対して、情報を記録又は再生する光学ヘッドは、特に記録に際して光源から出射されるレーザ光の出力をより正確にコントロールするために、光源から出射されたレーザ光の一部を検出するフロントモニタセンサを備えている。このフロントモニタセンサにおける検出信号がＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：自動パワーコントロール）信号となる。ＡＰＣ信号は、光源の出力を制御する制御部にフィードバックされる。ＡＰＣ信号は、情報の記録及び／又は再生に必要な適正なパワーが得られるよう、光源の出力を制御するのに用いられる。
【０００３】
しかしながら、光源から出射されたレーザ光が例えばコリメートレンズ等によって平行光に変換される場合、平板型ビームスプリッタ又は平板型反射ミラーで透過又は反射された後にフロントモニタセンサへ向かうレーザ光の光軸と、平板型ビームスプリッタ又は平板型反射ミラーにおいて内部反射された後にフロントモニタセンサへ向かうレーザ光の光軸とが、互いに平行となって干渉が起こる。その結果、フロントモニタセンサにおけるＡＰＣ信号が光源の出力に対して正確に比例しなくなる。
【０００４】
図１７は、従来の平板型ビームスプリッタにおける透過光及び反射光の様子を示す図である。例えば、図１７に示すように、コリメートレンズの有効領域内から出射された平行光Ｐ１は、平板型ビームスプリッタ１０５に入射する。このとき、平行光Ｐ１は、第１の面１０５ａで反射された反射光Ｒと、第１の面１０５ａと第２の面１０５ｂとを透過してフロントモニタセンサに向かう透過光Ｔ１とに分割される。ここで、コリメートレンズの別の有効領域内から出射された平行光Ｐ２は、第１の面１０５ａを透過した後、第２の面１０５ｂで反射される。さらに、第２の面１０５ｂで反射した平行光Ｐ２は、第１の面１０５ａで反射した後、第２の面１０５ｂを透過して、透過光Ｔ２として出射される。
【０００５】
ここで、平行光Ｐ１の光軸と平行光Ｐ２の光軸とが互いに平行であり、かつ、平板型ビームスプリッタ１０５の第１の面１０５ａと第２の面１０５ｂとが互いに平行であると、透過光Ｔ１の光軸と透過光Ｔ２の光軸とが互いに平行となり、フロントモニタセンサの有効領域内で干渉を引き起こす。このため、光源の出力を線形的に変化させたとしても、フロントモニタセンサで検出されて電気信号に変換されたＡＰＣ信号は線形的に変化しなくなる。
【０００６】
以上のように、光入射面と光出射面とが平行である平板型ビームスプリッタ又は平板型反射ミラーに平行光を入射させるような光学構成においては、光源の出力を正確にコントロールすることが困難となる。
【０００７】
そこで、特許文献１には、平板型ビームスプリッタに収束光又は発散光が入射するような光学構成とすることで、平板型ビームスプリッタでの内部反射によるレーザ光の干渉を抑制する光ピックアップが示されている。また、特許文献１には、くさび型ビームスプリッタを用いることで、ビームスプリッタでの内部反射によるレーザ光の干渉を抑制する光ピックアップが示されている。
【０００８】
特許文献１に示された従来の光ピックアップについて、図１８を用いて説明する。図１８は、従来の光ピックアップの概略構成を示す図である。
【０００９】
図１８において、光ピックアップ１５０は、それぞれ波長の異なる光を出射する第１及び第２の光源１１０，１２０、平板型ビームスプリッタ１２５、第１及び第２の光源１１０，１２０と平板型ビームスプリッタ１２５との間に配された第１及び第２のコリメートレンズ１１４，１２４、フロントモニタセンサ１２６、ミラー１２７及び対物レンズ１２９で構成される。
【００１０】
従来の光ピックアップ１５０において、フロントモニタセンサ１２６は、ＡＰＣ信号の検出に用いられる。この場合、第１のコリメートレンズ１１４は、第１の光源１１０から発散光として出射されるレーザ光を、収束光又は発散光に変換するように配置されている。すなわち、第１のコリメートレンズ１１４は、第１の光源１１０から出射されるレーザ光を平行光に変える位置よりも、第１の光源１１０に近づく位置へ、あるいは、第１の光源１１０から遠ざかる位置へ移動させた状態で配置されている。
【００１１】
例えば、第１のコリメートレンズ１１４により第１の光源１１０から出射されたレーザ光を発散光に変換する場合について、図１９を用いて説明する。図１９は、図１８に示す従来の光ピックアップの平板型ビームスプリッタにおける透過光及び反射光の様子を示す図である。
【００１２】
図１９において、平板型ビームスプリッタ１２５は、第１の光源１１０から出射されたレーザ光が入射する第１の面１２５ａと、第１の面１２５ａに対向する第２の面１２５ｂとを含む。第１のコリメートレンズ１１４の有効領域内から出射された発散光Ｑ３は、平板型ビームスプリッタ１２５に入射する。このとき、発散光Ｑ３は第１の面１２５ａで反射された反射光Ｒと、第１の面１２５ａと第２の面１２５ｂとを透過してフロントモニタセンサ１２６に向かう透過光Ｔ３とに分割される。ここで、第１のコリメートレンズ１１４の別の有効領域内から出射された発散光Ｑ４は、第１の面１２５ａを透過した後、第２の面１２５ｂで反射される。さらに、第２の面１２５ｂで反射した発散光Ｑ４は、第１の面１２５ａで反射した後、第２の面１２５ｂを透過して、透過光Ｔ４として出射される。
【００１３】
ここで、発散光Ｑ３と発散光Ｑ４とは、第１のコリメートレンズ１１４の異なる有効領域から出射されているので、発散光Ｑ３の光軸と発散光Ｑ４の光軸とは平行にならない。従って、平板型ビームスプリッタ１２５の第１の面１２５ａと第２の面１２５ｂとが互いに平行であっても、透過光Ｔ３の光軸と透過光Ｔ４の光軸とは平行にならない。
【００１４】
以上のように、第１の光源１１０と第１のコリメートレンズ１１４との間隔が、第１のコリメートレンズ１１４の焦点距離よりも短くなるようにコリメートレンズ１１４が配置されることにより、平板型ビームスプリッタ１２５へ向かうレーザ光は発散光となり、フロントモニタセンサ１２６は、第１の光源１１０から出射されたレーザ光を受光するように配置される。このとき、平板型ビームスプリッタ１２５を透過してフロントモニタセンサ１２６へ向かうレーザ光の光軸と、平板型ビームスプリッタ１２５において２回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ１２６へ向かうレーザ光の光軸とは、互いに平行にならない。従って、フロントモニタセンサ１２６の有効領域内におけるレーザ光の干渉を抑制することができる。
【００１５】
このような従来の光ピックアップでは、フロントモニタセンサ１２６によって、第１の光源１１０の光量に正確に比例するＡＰＣ信号を生成することができる。このＡＰＣ信号を第１の光源１１０を駆動する制御部にフィードバックして第１の光源１１０の出力を制御すれば、線形性を有する記録パワーでレーザ光を出射させることができる。そのため、光ディスクに情報を記録する際、出射されるレーザ光が所望の記録パワーを有するように第１の光源１１０を正確に制御することができる。
【００１６】
一方、第２のコリメートレンズ１２４は、第２の光源１２０から発散光として出射されるレーザ光を、発散光又は収束光に変換するように配置される。そのため、フロントモニタセンサ１２６は、第２の光源１２０についても、出射されるレーザ光が所望の記録パワーを有するように正確に制御することができる。
【００１７】
次に、特許文献１に示されたくさび型ビームスプリッタを備えた従来の光ピックアップについて説明する。くさび型ビームスプリッタを備えた光ピックアップは、図１８に示した光ピックアップ１５０の平板型ビームスプリッタ１２５に替えてくさび型ビームスプリッタ１４５を備えた点に特徴がある。
【００１８】
図２０は、従来の光ピックアップのくさび型ビームスプリッタにおける透過光及び反射光の様子を示す図である。くさび型ビームスプリッタ１４５は、図２０に示すように、第１の面１４５ａと第２の面１４５ｂとが互いに所定の角度をなしている。なお、第１のコリメートレンズ１１４及び／又は第２のコリメートレンズ１２４は、第１の光源１１０及び第２の光源１２０から発散光として出射されたレーザ光を、平行光に変えるように配置されている。くさび型ビームスプリッタ１４５は、２回以上の内部反射が原因となってフロントモニタセンサ１２６の有効領域内において干渉が起こらないように、第１の面１４５ａと第２の面１４５ｂとがなす角度が決定される。
【００１９】
図２０において、第１のコリメートレンズ１１４の有効領域内から出射された平行光Ｐ５は、くさび型ビームスプリッタ１４５に入射する。このとき、平行光Ｐ５は、第１の面１４５ａで反射された反射光Ｒと、第１の面１４５ａと第２の面１４５ｂとを透過してフロントモニタセンサ１２６に向かう透過光Ｔ５とに分割される。第１のコリメートレンズ１１４の別の有効領域内から出射された平行光Ｐ６は、第１の面１４５ａを透過した後、第２の面１４５ｂで反射される。さらに、第２の面１４５ｂで反射された平行光Ｐ６は、第１の面１４５ａで反射した後、第２の面１４５ｂを透過して、透過光Ｔ６として出射される。
【００２０】
ここで、平行光Ｐ５の光軸と平行光Ｐ６の光軸とは互いに平行であるが、くさび型ビームスプリッタ１４５の第１の面１４５ａと第２の面１４５ｂとが所定の角度をなしているので、透過光Ｔ５の光軸と透過光Ｔ６の光軸とは平行にならない。
【００２１】
以上のように、光入射面と光出射面とが所定の角度をなす、くさび型ビームスプリッタ１４５が用いられることで、第１の光源１１０から出射されてくさび型ビームスプリッタ１４５を透過した後にフロントモニタセンサ１２６へ向かうレーザ光と、くさび型ビームスプリッタ１４５において少なくとも２回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ１２６へ向かうレーザ光とは互いに平行にならない。従って、フロントモニタセンサ１２６の有効領域内におけるレーザ光の干渉を抑制し、第１の光源１１０の光量に正確に比例するＡＰＣ信号を生成することができ、第１の光源１１０の光出力を正確にコントロールすることが可能になる。
【００２２】
また、くさび型ビームスプリッタ１４５が用いられることにより、第２の光源１２０から出射されてくさび型ビームスプリッタ１４５において１回だけ内部反射された後にフロントモニタセンサ１２６へ向かうレーザ光と、くさび型ビームスプリッタ１４５において少なくとも３回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ１２６へ向かうレーザ光とは互いに平行にならない。従って、フロントモニタセンサ１２６の有効領域内におけるレーザ光の干渉を抑制し、第２の光源１２０の光量に正確に比例するＡＰＣ信号を生成することができ、第２の光源１２０の光出力を正確にコントロールすることが可能になる。
【００２３】
ところで、青紫半導体レーザの実用化に伴い、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）及びＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）と同じ大きさで、高密度かつ大容量の光情報記録媒体（以下、光ディスクとも言う）であるＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（以下、ＢＤとする）が実用化されている。このＢＤは、波長４００ｎｍ程度の青紫光を出射する青紫レーザ光源と、開口数（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ：ＮＡ）が約０．８５である対物レンズとを用いて、光透過層の厚さが約０．１ｍｍの情報記録面に対して情報を記録又は再生する光ディスクである。
【００２４】
ＢＤ等の高密度の光ディスクにおいては、複数の情報記録面に対して情報を記録又は再生することになるが、情報記録面毎に光透過層の厚さが異なるため、対物レンズの最適光透過層厚からずれた情報記録面では、最適光透過層厚から情報記録面までの距離に応じて３次球面収差が発生する。なお、対物レンズの最適光透過層厚とは、対物レンズに平行光が入射した時に３次球面収差が最小となる光透過層の厚さを意味する。レーザ光の波長が４００ｎｍ、対物レンズのＮＡが０．８５である場合、光透過層の厚さずれ１０μｍに対して、約１００ｍλの３次球面収差が発生する。そのため、このような光ディスク用の光学ヘッドは、一般的に３次球面収差を補正する手段を備えている。
【００２５】
例えば、特許文献２には、コリメートレンズをコリメートレンズ用アクチュエータに搭載し、光透過層の厚さずれに起因する３次球面収差を打ち消すように、光源と対物レンズとの間に配置されたコリメートレンズを光軸方向に移動させ、対物レンズに入射するレーザ光の発散角又は収束角を変化させる光学ヘッドが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特開２００４−５９４４号公報
【特許文献２】特開平１１−２５９９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
ＢＤでは、光透過層の厚さが１００μｍの単一の情報記録面を備えた単層ディスクと、光透過層の厚さが１００μｍと７５μｍとの２つの情報記録面を備えた２層ディスクとが実用化されている。このような複数の情報記録面を備えた光ディスクでは、情報記録面毎に光透過層の厚さが異なるため、光透過層の厚さずれや各種誤差に起因する３次球面収差を打ち消すように、コリメートレンズを広範囲に移動させる必要がある。すなわち、コリメートレンズから出射されるレーザ光は、収束光、平行光及び発散光の広範囲で使用することになる。従って、複数の情報記録面を有する光ディスクから情報を記録又は再生する光学ヘッドでは、従来の平板型ビームスプリッタを用いた構成を使用することができず、製造コストが高いくさび型ビームスプリッタを使用せざるを得ない。
【００２８】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、光源から出射されるレーザ光のレーザパワーを正確に制御することができる光学ヘッド、回折格子付き光学素子、光ディスク装置及び情報処理装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明の一局面に係る光学ヘッドは、第１の波長λ１を有する第１のレーザ光を出射する第１の光源と、前記第１のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる第１の平板型光学素子と、前記第１のレーザ光を第１の情報記録媒体の情報記録面に収束させる第１の対物レンズと、前記第１の情報記録媒体の前記情報記録面からの反射光を受光して、情報信号及び／又は誤差信号を生成する第１の光検出器と、前記第１の平板型光学素子の透過光又は反射光を受光して、前記第１の光源の出力を制御するための自動パワーコントロール信号を生成する第２の光検出器とを備え、前記第１の平板型光学素子は、前記第１の光源から出射された前記第１のレーザ光が入射する第１の面と、前記第１の面に対向する第２の面とを含み、前記第１の面と前記第２の面とは互いに平行であり、前記第１の面には、前記第１のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成され、前記第２の面には、回折格子が形成されている。
【００３０】
この構成によれば、第１の光源は、第１の波長λ１を有する第１のレーザ光を出射し、第１の平板型光学素子は、第１のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる。そして、第１の対物レンズは、第１のレーザ光を第１の情報記録媒体の情報記録面に収束させ、第１の光検出器は、第１の情報記録媒体の情報記録面からの反射光を受光して、情報信号及び／又は誤差信号を生成する。また、第２の光検出器は、第１の平板型光学素子の透過光又は反射光を受光して、第１の光源の出力を制御するための自動パワーコントロール信号を生成する。第１の平板型光学素子は、第１の光源から出射された第１のレーザ光が入射する第１の面と、第１の面に対向する第２の面とを含み、第１の面と第２の面とは互いに平行である。第１の面には、第１のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成され、第２の面には、回折格子が形成されている。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、光源のレーザパワーを制御するための光検出器の有効領域内におけるレーザ光の干渉を抑制することができ、光源から出射されるレーザ光のレーザパワーを正確に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態１における光学ヘッドの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における多層光ディスクの概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１における対物レンズアクチュエータの構成を模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるコリメートレンズアクチュエータの概略構成を模式的に示す図である。
【図５】（Ａ）は、コリメートレンズが基準位置にある場合の出射光を示す図であり、（Ｂ）は、コリメートレンズが光源側に移動した場合の出射光を示す図であり、（Ｃ）は、コリメートレンズが対物レンズ側に移動した場合の出射光を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１における回折格子付きミラーの概略構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１における回折格子付きミラーによる透過光及び反射光の様子を示す図である。
【図８】回折格子の深さと、透過した０次光、透過した±１次回折光、内部反射した０次光及び内部反射した±１次回折光の各回折効率との関係を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１の変形例における回折格子付きミラーの概略構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２における光学ヘッドの概略構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態３における光学ヘッドの概略構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態４における光学ヘッドの概略構成を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態５における光ディスク装置の概略構成を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態６におけるコンピュータの概略構成を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態７における光ディスクプレーヤの概略構成を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態８における光ディスクレコーダの概略構成を示す図である。
【図１７】従来の平板型ビームスプリッタにおける透過光及び反射光の様子を示す図である。
【図１８】従来の光ピックアップの概略構成を示す図である。
【図１９】図１８に示す従来の光ピックアップの平板型ビームスプリッタにおける透過光及び反射光の様子を示す図である。
【図２０】従来の光ピックアップのくさび型ビームスプリッタにおける透過光及び反射光の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００３４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光学ヘッドの概略構成を示す図である。図２は、本発明の実施の形態１における多層光ディスクの概略構成を示す図である。
【００３５】
図１において、光学ヘッド３０は、青紫レーザ光源１、リレーレンズ２、偏光ビームスプリッタ３、コリメートレンズ４、回折格子付きミラー５、１／４波長板６、回折レンズ７、対物レンズ８、対物レンズアクチュエータ９、コリメートレンズアクチュエータ１４、検出ホログラム２１、検出レンズ２２、受光素子２３及びフロントモニタセンサ２４を備える。
【００３６】
また、多層光ディスク６０は、図２に示すように、４つの情報記録面Ｌ０〜Ｌ３を有している。情報記録面Ｌ０の光透過層の厚さｄ３は、例えば１００μｍであり、情報記録面Ｌ１の光透過層の厚さｄ２は、例えば８３μｍであり、情報記録面Ｌ２の光透過層の厚さｄ１は、例えば６９μｍであり、情報記録面Ｌ３の光透過層の厚さｄ０は、例えば５５μｍである。
【００３７】
なお、本明細書において、光透過層とは、情報記録面から光入射面６１までの間の層を表している。そのため、情報記録面の光透過層の厚さとは、情報記録面から光入射面６１までの距離を表している。
【００３８】
なお、光透過層の厚さが大きくなると、対物レンズのＮＡが大きいＢＤ等の高密度の光ディスクでは、光ディスク又は対物レンズの傾きによって発生する３次コマ収差が急激に大きくなる。具体的には、３次コマ収差は、ＮＡの３乗に比例して大きくなる。すなわち、複数の情報記録面を有する光ディスクにおいては、対物レンズのＮＡに因って光透過層の厚さの最大値が決まる。そのため、情報記録面を３層以上備えた多層化した高密度光ディスクでは、すでに実用化されているＢＤ等よりも、情報記録面同士の間隔を小さくせざるを得ない。
【００３９】
青紫レーザ光源１は、第１の波長λ１（例えば、約４０５ｎｍ）を有する青紫レーザ光を出射する。回折格子付きミラー５は、青紫レーザ光を所定の割合で透過及び反射させる。また、回折格子付きミラー５は、多層光ディスク６０の情報記録面に対して実質的に垂直に入射するように、青紫レーザ光を反射させる。
【００４０】
対物レンズ８は、青紫レーザ光を多層光ディスク６０の情報記録面に収束させる。受光素子２３は、多層光ディスク６０の情報記録面からの反射光を受光して、情報信号及び／又は誤差信号を生成する。フロントモニタセンサ２４は、回折格子付きミラー５の透過光又は反射光を受光して、青紫レーザ光源１の出力を制御するための自動パワーコントロール信号を生成する。
【００４１】
コリメートレンズアクチュエータ１４は、多層光ディスク６０の光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正する。具体的に、コリメートレンズアクチュエータ１４は、光透過層の厚さが最も大きい情報記録面Ｌ０への情報の記録又は再生時に、対物レンズ８に発散光を入射させ、光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Ｌ３への情報の記録又は再生時に、対物レンズ８に収束光を入射させる。
【００４２】
次に、多層光ディスク６０に情報を記録又は再生する場合の光学ヘッド３０の動作について述べる。青紫レーザ光源１から出射された約４０５ｎｍの波長を有する青紫レーザ光は、リレーレンズ２によってＮＡの異なる発散光に変換され、偏光ビームスプリッタ３にＳ偏光で入射する。偏光ビームスプリッタ３で反射された青紫レーザ光は、コリメートレンズ４で略平行光に変換され、回折格子付きミラー５に入射する。回折格子付きミラー５に入射した青紫レーザ光の一部は、１／４波長板６の方向に反射される。回折格子付きミラー５に入射した青紫レーザ光の他部は、回折格子付きミラー５を透過した後、フロントモニタセンサ２４に入射する。そして、フロントモニタセンサ２４の出力に基づいて青紫レーザ光源１の出力が制御される。
【００４３】
一方、回折格子付きミラー５で反射した青紫レーザ光は、１／４波長板６で円偏光に変換された後、回折レンズ７を透過する。回折レンズ７を透過した青紫レーザ光は、対物レンズ８によって、多層光ディスク６０の情報記録面Ｌ０〜Ｌ３の何れかに光スポットとして収束される。
【００４４】
多層光ディスク６０の所定の情報記録面で反射した青紫レーザ光は、再び対物レンズ８及び回折レンズ７を透過し、１／４波長板６で往路とは異なる直線偏光に変換された後、回折格子付きミラー５で反射される。回折格子付きミラー５で反射された青紫レーザ光は、コリメートレンズ４を透過した後、偏光ビームスプリッタ３にＰ偏光で入射する。偏光ビームスプリッタ３を透過した青紫レーザ光は、検出ホログラム２１及び検出レンズ２２を介して、受光素子２３に導かれる。受光素子２３で検出された青紫レーザ光は、光電変換される。光電変換により生成された信号は、後述する制御部で演算され、多層光ディスク６０の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、多層光ディスク６０の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号とが生成される。
【００４５】
なお、本実施の形態１において、青紫レーザ光が第１のレーザ光及びレーザ光の一例に相当し、青紫レーザ光源１が第１の光源の一例に相当し、回折格子付きミラー５が第１の平板型光学素子及び回折格子付き光学素子の一例に相当し、多層光ディスク６０が第１の情報記録媒体の一例に相当し、対物レンズ８が第１の対物レンズの一例に相当し、受光素子２３が第１の光検出器の一例に相当し、フロントモニタセンサ２４が第２の光検出器及び光検出器の一例に相当し、コリメートレンズアクチュエータ１４が球面収差補正部の一例に相当する。
【００４６】
次に、本実施の形態１の光学ヘッドにおけるフォーカス誤差信号の検出及びトラッキング誤差信号の検出について説明する。
【００４７】
多層光ディスク６０の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号は、検出レンズ２２によって非点収差を与えられた集光スポットを受光素子２３内の４分割受光パターンで検出する、いわゆる非点収差法等を用いて検出される。
【００４８】
一方、多層光ディスク６０の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号は、検出ホログラム２１を透過する際に生成された０次光と±１次回折光とを、受光素子２３の所定の受光領域で検出することにより、生成される。これにより、多層光ディスク６０に形成される情報トラックの溝の位置、幅及び深さにばらつきがある場合に生じるトラッキング誤差信号の変動と、情報トラックに情報が記録され、反射率が変わることで生じるトラッキング誤差信号の変動とを抑制することが可能である。また、記録又は再生の対象となる情報記録面とは異なる情報記録面で反射された不要な光（迷光）が、トラッキング誤差信号を検出する受光領域に入射することを避けることもできる。
【００４９】
なお、フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号の検出は、これらの検出方法に限定されるものではなく、例えば、トラッキング誤差信号の検出は、回折格子によって生成されたメインビームとサブビームとを用いた差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）等を用いることが可能である。
【００５０】
次に、本実施の形態における対物レンズアクチュエータについて説明する。図３は、本発明の実施の形態１における対物レンズアクチュエータの構成を模式的に示す図である。
【００５１】
対物レンズアクチュエータ９は、フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とによって、回転する多層光ディスク６０の情報トラックに光スポットが追従するよう、対物レンズ８を２軸方向に駆動する。
【００５２】
図３に示すように、複数のサスペンションワイヤ９ａによって、対物レンズ８を保持する対物レンズホルダ９ｂ（可動部）が支持されている。対物レンズアクチュエータ９は、回転する多層光ディスク６０の情報トラックに光スポットが追従するよう、フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とを用いて、フォーカス方向ＦＤ及びトラッキング方向ＴＤに対物レンズ８を駆動する。
【００５３】
また、対物レンズアクチュエータ９は、フォーカス方向ＦＤ及びトラッキング方向ＴＤの変位に加えて、多層光ディスク６０の半径方向ＲＤに対物レンズ８を傾けることも可能である。
【００５４】
次に、本実施の形態１におけるコリメートレンズアクチュエータについて説明する。コリメートレンズ４は、コリメートレンズアクチュエータ１４によって、コリメートレンズ４の光軸方向に移動可能となっている。
【００５５】
図４は、本発明の実施の形態１におけるコリメートレンズアクチュエータ１４の概略構成を模式的に示す図である。図４において、コリメートレンズアクチュエータ１４は、ステッピングモータ７２、スクリューシャフト７３、主軸７４、副軸７５及びレンズホルダ７６を備える。ステッピングモータ７２を駆動してスクリューシャフト７３を回転させることにより、コリメートレンズ４を保持するレンズホルダ７６は、主軸７４及び副軸７５に沿ってコリメートレンズ４の光軸方向に移動する。
【００５６】
図５（Ａ）は、コリメートレンズが基準位置にある場合の出射光を示す図であり、図５（Ｂ）は、コリメートレンズが光源側に移動した場合の出射光を示す図であり、図５（Ｃ）は、コリメートレンズが対物レンズ側に移動した場合の出射光を示す図である。
【００５７】
図５（Ａ）に示すように、コリメートレンズ４が基準位置にある場合、コリメートレンズ４の出射光は略平行光となる。これに対して、図５（Ｂ）に示すように、コリメートレンズ４を基準位置から光源側に移動させることによって、コリメートレンズ４の出射光は発散光となり、多層光ディスク６０の光透過層が厚くなった場合に発生する３次球面収差を補正することができる。
【００５８】
一方、図５（Ｃ）に示すように、コリメートレンズ４を基準位置から対物レンズ側に移動させることによって、コリメートレンズ４の出射光は収束光となり、多層光ディスク６０の光透過層が薄くなった場合に発生する３次球面収差を補正することができる。すなわち、複数の情報記録面を備えた多層光ディスク６０において、それぞれの情報記録面の光透過層の厚さに応じてコリメートレンズ４を移動させることにより３次球面収差を補正することができる。
【００５９】
なお、コリメートレンズ４を光軸方向に移動させるコリメートレンズアクチュエータ１４の構成は、図４のようなステッピングモータ７２を用いた構成に限定されるものではなく、例えば、磁気回路又は圧電素子の駆動によるアクチュエータ等のいかなる構成であっても良い。図４に示したステッピングモータ７２を用いた構成では、コリメートレンズ４の光軸方向の位置をモニタする必要がなくシステムを簡素化することができる。一方、磁気回路又は圧電素子の駆動によるアクチュエータは駆動部分が小さいため、光学ヘッドの小型化に適している。
【００６０】
次に、本実施の形態１における対物レンズについて説明する。本実施の形態１の光学ヘッド３０における対物レンズ８の設計条件は以下の通りである。すなわち、設計波長は４０５ｎｍであり、設計光透過層厚は８０μｍであり、焦点距離は１．３ｍｍであり、開口数（ＮＡ）は０．８５５であり、作動距離は０．３ｍｍである。なお、設計光透過層厚は、対物レンズに平行光が入射したときに３次球面収差が最小となる光透過層の厚さを表す。
【００６１】
本実施の形態１の対物レンズ８は、設計光透過層厚が８０μｍである。そのため、光透過層の厚さが１００μｍの情報記録面Ｌ０及び光透過層の厚さが８３μｍの情報記録面Ｌ１に集光させる場合、コリメートレンズ４を光源側に移動させることにより、対物レンズ８に発散光を入射させる。これにより、光透過層の厚さが設計光透過層厚からずれていることによって発生する３次球面収差が補正される。一方、光透過層の厚さが６９μｍの情報記録面Ｌ２及び光透過層の厚さが５５μｍの情報記録面Ｌ３に集光させる場合、コリメートレンズ４を対物レンズ側に移動させることにより、対物レンズ８に収束光を入射させる。これにより、光透過層の厚さが設計光透過層厚からずれていることによって発生する３次球面収差が補正される。
【００６２】
ただし、情報記録面Ｌ０〜Ｌ３において、光透過層厚のばらつきは、例えば±５μｍ＝５０ｍλであり、対物レンズ等の光学素子の初期収差は、例えば±２０ｍλであり、温度変化又は光源の波長変化によって発生する３次球面収差は、例えば±２０ｍλである。これらの３次球面収差のばらつきに鑑みると、ＮＡ＝０．８５５における３次球面収差１０ｍλは光透過層の厚さ１μｍに相当することから、それぞれの情報記録面Ｌ０〜Ｌ３への情報の記録又は再生時には、光透過層の厚さ±９μｍに相当する３次球面収差のばらつきを考慮する必要がある。
【００６３】
したがって、情報記録面Ｌ０の光透過層の厚さは、１００±９μｍ（９１〜１０９μｍ）となり、情報記録面Ｌ１の光透過層の厚さは、８３±９μｍ（７４〜９２μｍ）となり、情報記録面Ｌ２の光透過層の厚さは、６９±９μｍ（６０〜７８μｍ）となり、情報記録面Ｌ３の光透過層の厚さは、５５±９μｍ（４６〜６４μｍ）となる。
【００６４】
以上のように、所定の情報記録面におけるコリメートレンズ４の必要移動範囲は、隣接する情報記録面のコリメートレンズ４の必要移動範囲とオーバーラップしている。ここで、３次球面収差量が、対物レンズ８の設計光透過層厚に等しい８０μｍ相当である場合、コリメートレンズ４から出射されるレーザ光は平行光となる。従って、本実施の形態１の光学ヘッド３０では、情報記録面Ｌ１への情報の記録又は再生時に、コリメートレンズ４から出射されるレーザ光が平行光となる場合がある。
【００６５】
次に、本実施の形態１における回折格子付きミラーについて説明する。
【００６６】
本実施の形態１の回折格子付きミラー５は、図１に示すように、コリメートレンズ４から出射された青紫レーザ光を概ね反射し、反射した一部の青紫レーザ光を対物レンズ８の方向へ折り曲げる。また、回折格子付きミラー５は、青紫レーザ光の他部を透過し、透過した他部の青紫レーザ光をフロントモニタセンサ２４に入射させる。
【００６７】
回折格子付きミラー５は、青紫レーザ光源１から出射された青紫レーザ光が入射する第１の面５ａと、第１の面５ａに対向する第２の面５ｂとを含む。第１の面５ａと第２の面５ｂとは互いに平行である。第１の面５ａには、青紫レーザ光を所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成され、第２の面５ｂには、回折格子が形成されている。
【００６８】
図６は、本発明の実施の形態１における回折格子付きミラー５の概略構成を示す図である。回折格子付きミラー５は、平板型ミラーである。回折格子付きミラー５の光入射側の面（第１の面）５ａには、４５ｄｅｇの角度で入射する青紫レーザ光を９０％反射し、１０％透過する反射膜が形成されている。一方、回折格子付きミラー５の光出射側の面（第２の面）５ｂには、４５ｄｅｇの角度で入射する青紫レーザ光の入射面に平行な回折格子が形成されている。
【００６９】
回折格子は、青紫レーザ光の入射面に平行な複数の直線が平行に並んだ凹凸パターンを有する。回折格子は、第２の面５ｂを透過する青紫レーザ光を０次光と±１次回折光とに分割するとともに、第２の面５ｂで内部反射する青紫レーザ光を０次光と±１次回折光とに分割する。また、第２の面５ｂには、内部反射を抑制するために、一般的なＡＲ（Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ：反射防止）コートが形成されている。なお、第１の面５ａと第２の面５ｂとは互いに平行となっている。
【００７０】
このような回折格子付きミラー５は、第１の面５ａに上述の反射膜を形成するとともに、第２の面５ｂに上述の回折格子とＡＲコートとを形成した平行平面基板を切断することにより作成することが可能である。したがって、くさび型反射ミラー及びくさび型ビームスプリッタ等と比較して、安価に作成することが可能である。
【００７１】
ここで、回折格子が形成された第２の面５ｂを透過する青紫レーザ光と、第２の面５ｂを反射する青紫レーザ光とでは、回折格子の深さｄによって生じる位相差が異なるので、それぞれ０次光及び±１次回折光の回折効率が異なる。
【００７２】
図７は、本発明の実施の形態１における回折格子付きミラーによる透過光及び反射光の様子を示す図である。図７に示すように、回折格子付きミラー５の第１の面５ａに角度θ１（＝４５ｄｅｇ）で入射した青紫レーザ光は、第１の面５ａで屈折し、第２の面５ｂに角度θ２（＝２８．７５ｄｅｇ）で入射する。回折格子の深さをｄとし、回折格子の屈折率をｎとすると、回折格子を透過する時に生じる位相差δ１は、下記の（１）式に示すように、ｄ×（１／ｃｏｓ（θ１））と、ｄ×（ｎ／ｃｏｓ（θ２））との差となる。
【００７３】
δ１＝ｄ×｛１／ｃｏｓ（θ１）−ｎ／ｃｏｓ（θ２）｝・・・（１）
一方、回折格子の内部反射時に生じる位相差δ２は、下記の（２）式となる。
【００７４】
δ２＝２ｄ×ｎ×ｃｏｓ（θ２）・・・（２）
図８は、回折格子の深さｄと、第２の面５ｂを透過した０次光、第２の面５ｂを透過した±１次回折光、第２の面５ｂを内部反射した０次光及び第２の面５ｂを内部反射した±１次回折光の各回折効率との関係を示す図である。なお、回折格子の計算条件は以下の通りである。すなわち、回折格子の設計波長λは、４０５ｎｍであり、第１の面への青紫レーザ光の入射角θ１は、４５ｄｅｇであり、回折格子の屈折率ｎは、１．４７である。
【００７５】
図８において、横軸は、回折格子の深さｄを示しており、縦軸は、透過した０次光、透過した±１次回折光、内部反射した０次光及び内部反射した±１次回折光の回折効率を示している。また、図８において、白丸点は、第２の面５ｂを透過した０次光を示し、白四角点は、第２の面５ｂを透過した±１次回折光を示し、黒三角点は、第２の面５ｂを内部反射した０次光を示し、黒四角点は、第２の面５ｂを内部反射した±１次回折光を示している。
【００７６】
図８に示すように、回折格子の深さｄが０．０８μｍの時、内部反射した０次光の回折効率（反射率）は略ゼロとなり、内部反射した±１次回折光の回折効率はそれぞれ４１％となる。この時、透過した０次光の回折効率（透過率）は９７％となり、透過した±１次回折光の回折効率は１％となる。
【００７７】
以上のように、回折格子付きミラー５の第２の面に形成された回折格子の深さｄを所定の値としたときの位相差δ１と位相差δ２との差を利用し、本実施の形態１では、回折格子が下記の（３）式及び（４）式を満たすように設計される。
【００７８】
透過した０次光の回折効率＞透過した±１次回折光の回折効率・・・（３）
内部反射した０次光の回折効率＜内部反射した±１次回折光の回折効率・・・（４）
本実施の形態１の回折格子付きミラー５において、第２の面５ｂに形成された回折格子の深さｄは０．０８μｍとなっている。そのため、回折格子付きミラー５で少なくとも２回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ２４へ向かう青紫レーザ光の０次光の回折効率（反射率）は、実質的にゼロとなる。また、回折格子付きミラー５で少なくとも２回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ２４へ向かう青紫レーザ光の±１次回折光は、４５ｄｅｇの角度で入射するレーザ光の入射面に平行な回折格子によって回折される。したがって、回折格子付きミラー５内で内部反射した後にフロントモニタセンサ２４へ向かう青紫レーザ光は、回折格子付きミラー５に入射する青紫レーザ光が平行光であっても、回折格子付きミラー５を透過した後にフロントモニタセンサ２４へ向かう青紫レーザ光とは平行にならない。
【００７９】
以上のように、平板型の回折格子付きミラー５に入射した青紫レーザ光の一部を透過させ、フロントモニタセンサ２４に入射させることによりＡＰＣ信号を検出する光学ヘッドにおいて、本実施の形態１の回折格子付きミラー５を用いることにより、回折格子付きミラー５に入射する青紫レーザ光が平行光であっても、フロントモニタセンサ２４の有効領域内における青紫レーザ光の干渉を抑制することができ、青紫レーザ光源１の出射光量に正確に比例するＡＰＣ信号を得ることができる。
【００８０】
従って、隣接する情報記録面同士の間隔が小さく、コリメートレンズの可動範囲において、コリメートレンズから出射されるレーザ光が平行光となる位置で情報を記録又は再生せざるを得ない多層光ディスク用光学ヘッドにおいても、安価な平板型反射ミラーを用いることが可能となる。
【００８１】
また、回折格子付きミラー５に入射した青紫レーザ光は、第２の面５ｂを透過すると共に、第２の面５ｂと第１の面５ａとで内部反射した後、第２の面５ｂを透過する。このとき、内部反射することなく第２の面５ｂを透過した青紫レーザ光と、内部反射して第２の面５ｂを透過した青紫レーザ光とは、回折格子によって、それぞれ異なる回折効率で回折される。
【００８２】
したがって、回折格子付きミラー５に入射する青紫レーザ光が平行光であっても、回折格子付きミラー５内で内部反射した後に第２の面５ｂを透過する青紫レーザ光の±１次回折光は、回折格子付きミラー５内で内部反射することなく第２の面５ｂを透過する青紫レーザ光と平行にならないので、青紫レーザ光源１のレーザパワーを制御するためのフロントモニタセンサ２４の有効領域内における青紫レーザ光の干渉を抑制することができ、青紫レーザ光源１から出射される青紫レーザ光のレーザパワーを正確に制御することができる。
【００８３】
なお、干渉を抑制するための±１次回折光の回折角を大きくする必要はないので、回折格子のピッチｐは、レーザ光の設計波長λよりも十分に大きい、例えば１０〜１００μｍ程度でよい。すなわち、回折格子のピッチｐは、ｐ＞λを満たす。
【００８４】
また、上記の（１）式及び（２）式より、内部反射した０次光の回折効率（反射率）が略ゼロになる場合、入射角θ１が大きいほど、透過した０次光の回折効率（透過率）は大きくなる。しかしながら、本実施の形態１の光学ヘッドに適用される回折格子付きミラー５は、多層光ディスクの情報記録面に対して垂直に入射するように、コリメートレンズから出射されたレーザ光を反射させる反射ミラーとして用いる。この場合、入射角θ１は、４５±１０［ｄｅｇ］であることが好ましく、さらに、入射角θ１は、４５±３［ｄｅｇ］であることが好ましい。
【００８５】
ところで、図８に示すように、回折格子の深さｄが０．０８μｍからずれることによって、内部反射した０次光の回折効率（反射率）は設計値（＝０）からずれる。例えば、回折格子の深さｄが０．０８±０．０１μｍの範囲において、内部反射した０次光の回折効率（反射率）は５％未満である。上述のように、回折格子付きミラー５の第２の面５ｂには、反射防止のＡＲコートが形成されており、内部反射率が２％未満に抑えられている。従って、内部反射した０次光の回折効率（反射率）は、０．１％未満となるので、フロントモニタセンサ２４の有効領域内におけるレーザ光の干渉を十分に抑制することができる。
【００８６】
具体的には、一般的な屈折率ｎ（１．３≦ｎ≦１．７）を有する硝材であれば、設計波長λ（例えばλ＝４０５ｎｍ）に対して、回折格子の深さｄがλ／６≦ｄ≦λ／４を満たすことで、実質的に内部反射した０次光の回折効率（反射率）を問題ないレベルに抑制することが可能となる。
【００８７】
以上、本実施の形態１の回折格子付きミラー５は、４５ｄｅｇの角度で入射する青紫レーザ光の入射面に平行な回折格子が形成された場合について説明を行ったが、回折格子はこのような形状に限定されるものではない。すなわち、内部反射の±１次光が回折格子付きミラーを透過してフロントモニタセンサへ向かうレーザ光と平行にならないような形状とすることが本願発明の主旨であって、例えば、４５ｄｅｇの角度で入射する青紫レーザ光の入射面に直角な回折格子を形成してもよく、輪帯状の回折格子を形成してもよい。また、断面形状は図６に示すようなバイナリ型の回折格子に限らず、ブレーズ型の回折格子であってもよい。バイナリ型の回折格子は、エッチング等のプロセスにて簡易に形成可能であるので、本実施の形態の回折格子付きミラーとして、より好ましい。
【００８８】
図９は、本発明の実施の形態１の変形例における回折格子付きミラーの概略構成を示す図である。図９に示す回折格子付きミラー５’は、平板型ミラーである。回折格子付きミラー５’の光入射側の面（第１の面）５ａ’には、４５ｄｅｇの角度で入射する青紫レーザ光を９０％反射し、１０％透過する反射膜が形成されている。一方、回折格子付きミラー５’の光出射側の面（第２の面）５ｂ’には、青紫レーザ光の入射光軸を中心とした輪帯状の凹凸パターンを有する回折格子が形成されている。
【００８９】
回折格子は、第２の面５ｂ’を透過する青紫レーザ光を０次光と±１次回折光とに分割するとともに、第２の面５ｂ’で内部反射する青紫レーザ光を０次光と±１次回折光とに分割する。また、第２の面５ｂ’には、内部反射を抑制するために、一般的なＡＲ（Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ：反射防止）コートが形成されている。なお、第１の面５ａ’と第２の面５ｂ’とは互いに平行となっている。
【００９０】
このような回折格子付きミラー５’は、第１の面５ａ’に上述の反射膜を形成するとともに、第２の面５ｂ’に上述の回折格子とＡＲコートとを形成した平行平面基板を切断することにより作成することが可能である。したがって、くさび型反射ミラー及びくさび型ビームスプリッタ等と比較して、安価に作成することが可能である。
【００９１】
なお、回折格子付きミラー５’は、回折格子のパターン以外は回折格子付きミラー５と同じ機能及び特性を有しているので、詳細な説明は省略する。
【００９２】
なお、内部反射した±１次光が、周辺素子の光学面又は光学ヘッド内の平坦面で反射して受光素子等に侵入しないように、すなわち、内部反射した±１次光が迷光とならないように、回折格子付きミラー５は適切な形状を選択することが好ましい。
【００９３】
なお、情報記録面同士の間隔が比較的大きな多層光ディスクは、所定の情報記録面にレーザ光を集光する際のコリメートレンズの必要移動範囲と、所定の情報記録面に隣接する情報記録面にレーザ光を集光する際のコリメートレンズの必要移動範囲とがオーバーラップしない。この場合、コリメートレンズから出射されるレーザ光が平行光となるコリメートレンズの位置が、いずれの情報記録面にレーザ光を集光する際のコリメートレンズの必要移動範囲から外れるように光学ヘッドを構成することが好ましい。
【００９４】
このような構成とすることで、いずれの情報記録面にレーザ光を集光する際のコリメートレンズの必要移動範囲内で、コリメートレンズから出射されるレーザ光が収束光又は発散光となるので、回折格子を備えていない平板型ビームスプリッタを用いても、フロントモニタセンサの有効領域内におけるレーザ光の干渉を抑制することができる。
【００９５】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２における光学ヘッドの概略構成を示す図である。なお、本実施の形態２において、実施の形態１と共通の構成要素については同一の符号を付して、以下その説明を省略する。
【００９６】
図１０に示す光学ヘッド４０は、青紫レーザ光源１、リレーレンズ２、偏光ビームスプリッタ３、コリメートレンズ４、回折格子付きミラー２５、１／４波長板６、回折レンズ７、対物レンズ８、対物レンズアクチュエータ９、２波長レーザ光源１１、回折格子１２、平板型ビームスプリッタ１３、コリメートレンズアクチュエータ１４、平板型ミラー１５、１／４波長板１６、互換対物レンズ１８、検出ホログラム２１、検出レンズ２２、受光素子２３及びフロントモニタセンサ２４を備える。
【００９７】
また、多層光ディスク６０は、図２に示すように、光透過層の厚さｄ０〜ｄ３が、それぞれ５５μｍ，６９μｍ，８３μｍ，１００μｍである４つの情報記録面Ｌ０〜Ｌ３を有している。
【００９８】
２波長レーザ光源１１は、第１の波長λ１（例えば、約４０５ｎｍ）よりも大きい第２の波長λ２（例えば、約６６０ｎｍ）を有する赤色レーザ光を出射するとともに、第２の波長λ２よりも大きい第３の波長λ３（例えば、約７８５ｎｍ）を有する赤外レーザ光を出射する。平板型ミラー１５は、赤色レーザ光を所定の割合で透過及び反射させ、青紫レーザ光を実質的に透過する。また、平板型ミラー１５は、赤外レーザ光を所定の割合で透過及び反射させる。
【００９９】
互換対物レンズ１８は、多層光ディスク６０とは異なる種類のＤＶＤ７０の情報記録面に赤色レーザ光を収束させる。また、互換対物レンズ１８は、多層光ディスク６０及びＤＶＤ７０とは異なる種類のＣＤ８０の情報記録面に赤外レーザ光を収束させる。
【０１００】
コリメートレンズアクチュエータ１４は、ＤＶＤ７０又はＣＤ８０の情報記録面への情報の記録又は再生時に、互換対物レンズ１８に発散光又は収束光を入射させる。より具体的には、コリメートレンズアクチュエータ１４は、ＤＶＤ７０の情報記録面への情報の記録又は再生時に、互換対物レンズ１８に収束光を入射させ、ＣＤ８０の情報記録面への情報の記録又は再生時に、互換対物レンズ１８に発散光を入射させる。
【０１０１】
次に、多層光ディスク６０に情報を記録又は再生する場合の光学ヘッド４０の動作について述べる。青紫レーザ光源１から出射された約４０５ｎｍの波長を有する青紫レーザ光は、リレーレンズ２によってＮＡの異なる発散光に変換され、偏光ビームスプリッタ３にＳ偏光で入射する。偏光ビームスプリッタ３で反射されたレーザ光は、コリメートレンズ４で略平行光に変換され、平板型ミラー１５を透過し、回折格子付きミラー２５に入射する。回折格子付きミラー２５に入射した青紫レーザ光の一部は、１／４波長板６の方向に反射される。回折格子付きミラー２５に入射したレーザ光の他部は、回折格子付きミラー２５を透過した後、フロントモニタセンサ２４に入射する。そして、フロントモニタセンサ２４の出力に基づいて青紫レーザ光源１の出力が制御される。
【０１０２】
一方、回折格子付きミラー２５で反射したレーザ光は、１／４波長板６で円偏光に変換された後、回折レンズ７を透過する。回折レンズ７を透過したレーザ光は、対物レンズ８によって、多層光ディスク６０の情報記録面Ｌ０〜Ｌ３の何れかに光スポットとして収束される。
【０１０３】
多層光ディスク６０の所定の情報記録面で反射した青紫レーザ光は、再び対物レンズ８及び回折レンズ７を透過し、１／４波長板６で往路とは異なる直線偏光に変換された後、回折格子付きミラー２５で反射される。回折格子付きミラー２５で反射されたレーザ光は、平板型ミラー１５とコリメートレンズ４とを透過した後、偏光ビームスプリッタ３にＰ偏光で入射する。偏光ビームスプリッタ３を透過したレーザ光は、検出ホログラム２１及び検出レンズ２２を介して、受光素子２３に導かれる。受光素子２３で検出されたレーザ光は、光電変換される。光電変換により生成された信号は、後述する制御部で演算され、多層光ディスク６０の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、多層光ディスク６０の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号とが生成される。
【０１０４】
次に、ＤＶＤ７０に情報を記録又は再生する場合の光学ヘッド４０の動作について述べる。２波長レーザ光源１１から出射された約６６０ｎｍの波長を有する赤色レーザ光は、回折格子１２によって、０次光であるメインビームと、±１次回折光であるサブビームとに分離される。メインビームとサブビームとは、平板型ビームスプリッタ１３で反射され、偏光ビームスプリッタ３を透過する。偏光ビームスプリッタ３を透過した赤色レーザ光は、コリメートレンズ４で収束光に変換され、平板型ミラー１５に入射する。平板型ミラー１５に入射した赤色レーザ光の一部は、１／４波長板１６の方向に反射される。平板型ミラー１５に入射した赤色レーザ光の他部は、平板型ミラー１５と回折格子付きミラー２５とを透過した後、フロントモニタセンサ２４に入射する。そして、フロントモニタセンサ２４の出力に基づいて２波長レーザ光源１１の赤色レーザ光の出力が制御される。
【０１０５】
一方、平板型ミラー１５で反射した赤色レーザ光は、１／４波長板１６で円偏光に変換された後、互換対物レンズ１８によって、ＤＶＤ７０の情報記録面に光スポットとして収束される。
【０１０６】
ＤＶＤ７０の情報記録面で反射した赤色レーザ光は、再び互換対物レンズ１８を透過し、１／４波長板１６で往路とは異なる直線偏光に変換された後、平板型ミラー１５で反射される。平板型ミラー１５で反射された赤色レーザ光は、コリメートレンズ４を透過した後、偏光ビームスプリッタ３と平板型ビームスプリッタ１３とにＰ偏光で入射する。偏光ビームスプリッタ３と平板型ビームスプリッタ１３とを透過した赤色レーザ光は、検出ホログラム２１及び検出レンズ２２を介して、受光素子２３に導かれる。受光素子２３で検出された赤色レーザ光は、光電変換される。光電変換により生成された信号は、後述する制御部で演算され、ＤＶＤ７０の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、ＤＶＤ７０の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号とが生成される。
【０１０７】
次に、ＣＤ８０に情報を記録又は再生する場合の光学ヘッド４０の動作について述べる。２波長レーザ光源１１から出射された約７８５ｎｍの波長を有する赤外レーザ光は、回折格子１２によって、０次光であるメインビームと、±１次回折光であるサブビームとに分離される。メインビームとサブビームとは、平板型ビームスプリッタ１３で反射され、偏光ビームスプリッタ３を透過する。偏光ビームスプリッタ３を透過した赤外レーザ光は、コリメートレンズ４でＮＡの異なる発散光に変換され、平板型ミラー１５に入射する。平板型ミラー１５に入射した赤外レーザ光の一部は、１／４波長板１６の方向に反射される。平板型ミラー１５に入射した赤外レーザ光の他部は、平板型ミラー１５と回折格子付きミラー２５とを透過した後、フロントモニタセンサ２４に入射する。そして、フロントモニタセンサ２４の出力に基づいて２波長レーザ光源１１の赤外レーザ光の出力が制御される。
【０１０８】
一方、平板型ミラー１５で反射した赤外レーザ光は、１／４波長板１６で円偏光に変換された後、互換対物レンズ１８によって、ＣＤ８０の情報記録面に光スポットとして収束される。
【０１０９】
ＣＤ８０の情報記録面で反射した赤外レーザ光は、再び互換対物レンズ１８を透過し、１／４波長板１６で往路とは異なる直線偏光に変換された後、平板型ミラー１５で反射される。平板型ミラー１５で反射された赤外レーザ光は、コリメートレンズ４を透過したのち、偏光ビームスプリッタ３と平板型ビームスプリッタ１３とにＰ偏光で入射する。偏光ビームスプリッタ３と平板型ビームスプリッタ１３とを透過した赤外レーザ光は、検出ホログラム２１及び検出レンズ２２を介して、受光素子２３に導かれる。受光素子２３で検出された赤外レーザ光は、光電変換される。光電変換により生成された信号は、後述する制御部で演算され、ＣＤ８０の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、ＣＤ８０の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号とが生成される。
【０１１０】
なお、本実施の形態２において、青紫レーザ光が第１のレーザ光の一例に相当し、青紫レーザ光源１が第１の光源の一例に相当し、回折格子付きミラー２５が第１の平板型光学素子の一例に相当し、多層光ディスク６０が第１の情報記録媒体の一例に相当し、対物レンズ８が第１の対物レンズの一例に相当し、受光素子２３が第１の光検出器の一例に相当し、フロントモニタセンサ２４が第２の光検出器の一例に相当し、コリメートレンズアクチュエータ１４が球面収差補正部の一例に相当し、赤色レーザ光が第２のレーザ光の一例に相当し、赤外レーザ光が第３のレーザ光の一例に相当し、２波長レーザ光源１１が第２の光源及び第３の光源の一例に相当し、平板型ミラー１５が第２の平板型光学素子の一例に相当し、ＤＶＤ７０が第２の情報記録媒体の一例に相当し、互換対物レンズ１８が第２の対物レンズの一例に相当し、ＣＤ８０が第３の情報記録媒体の一例に相当する。
【０１１１】
次に、本実施の形態２の光学ヘッドにおけるフォーカス誤差信号の検出及びトラッキング誤差信号の検出について説明する。
【０１１２】
ＤＶＤ７０及びＣＤ８０の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号は、検出レンズ２２によって非点収差を与えられた集光スポットを受光素子２３内の４分割受光パターンで検出する、いわゆる非点収差法等を用いて検出される。
【０１１３】
一方、ＤＶＤ７０及びＣＤ８０の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号は、回折格子１２によって生成されたメインビームとサブビームとを用いた、いわゆる３ビーム法又は差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）等を用いて検出される。
【０１１４】
次に、本実施の形態２における互換対物レンズについて説明する。
【０１１５】
互換対物レンズ１８は、ＤＶＤ７０に情報を記録又は再生するための赤色レーザ光及びＣＤ８０に情報を記録又は再生するための赤外レーザ光を、波長の差を利用してそれぞれ微小な光スポットとして集光するための回折構造を備えている。
【０１１６】
本実施の形態２において、ＤＶＤ７０に情報を記録又は再生する場合、コリメートレンズ４を対物レンズ側に移動させることにより、互換対物レンズ１８に所定収束角の収束光を入射させる。また、ＣＤ８０に情報を記録又は再生する場合、コリメートレンズ４を光源側に移動させることにより、互換対物レンズ１８に所定発散角の発散光を入射させる。本実施の形態２における互換対物レンズ１８は、ＤＶＤ７０又はＣＤ８０の光透過層の厚さに対して、３次球面収差が最小となるように設計されている。
【０１１７】
なお、図５（Ａ）に示すように、コリメートレンズ４が基準位置にある場合、コリメートレンズ４の出射光は略平行光となる。これに対して、図５（Ｂ）に示すように、コリメートレンズ４を基準位置よりも光源側の所定位置に移動させることによって、コリメートレンズ４の出射光は所定発散角を有する発散光となる。これにより、ＣＤ８０に情報が記録又は再生される。一方、図５（Ｃ）に示すように、コリメートレンズ４を基準位置よりも対物レンズ側の所定位置に移動させることによって、コリメートレンズ４の出射光は所定収束角を有する収束光となる。これにより、ＤＶＤ７０に情報が記録又は再生される。
【０１１８】
また、実施の形態１と同様に、複数の情報記録面を有する多層光ディスク６０において、それぞれの情報記録面の光透過層の厚さに応じてコリメートレンズ４を移動させることにより３次球面収差を補正することができる。
【０１１９】
なお、互換対物レンズ１８は、このような回折構造を備えた対物レンズに限定されるものではなく、複数の硝材の波長分散特性を利用した屈折型の対物レンズ、又は、回折型及び屈折型のレンズを複数組み合わせた組レンズであってもよい。
【０１２０】
以上のように、本実施の形態２の光学ヘッド４０は、互換性を備え、それぞれ異なる種類の光ディスク、例えば多層光ディスク６０、ＤＶＤ７０及びＣＤ８０に対して、情報を記録又は再生することができる。
【０１２１】
次に、本実施の形態２における回折格子付きミラーについて説明する。
【０１２２】
本実施の形態２の回折格子付きミラー２５は、図１０に示すように、コリメートレンズ４から出射された青紫レーザ光を概ね反射し、反射した大部分の青紫レーザ光を対物レンズ８の方向へ折り曲げる。また、回折格子付きミラー２５は、青紫レーザ光の一部、赤色レーザ光のほぼ全て及び赤外レーザ光のほぼ全てを透過し、透過した各レーザ光をフロントモニタセンサ２４に入射させる。
【０１２３】
回折格子付きミラー２５は、平板型ミラーである。回折格子付きミラー２５の光入射側の面（第１の面）２５ａには、４５ｄｅｇの角度で入射する青紫レーザ光を９０％反射し、１０％透過させると共に、赤色レーザ光と赤外レーザ光とをほぼ１００％透過させる波長選択性を有する反射膜が形成されている。
【０１２４】
一方、回折格子付きミラー２５の光出射側の面（第２の面）２５ｂには、４５ｄｅｇの角度で入射する青紫レーザ光の入射面に平行な回折格子が形成されている。回折格子は、第２の面２５ｂを透過する青紫レーザ光を０次光と±１次回折光とに分割するとともに、第２の面２５ｂで内部反射する青紫レーザ光を０次光と±１次回折光とに分割する。また、第２の面２５ｂには、内部反射を防止するために、青紫レーザ光、赤色レーザ光及び赤外レーザ光の３つの波長に対応したＡＲコートが形成されている。なお、第１の面２５ａと第２の面２５ｂとは互いに平行となっている。
【０１２５】
このような回折格子付きミラー２５は、第１の面２５ａに上述の波長選択性を有する反射膜を形成し、第２の面２５ｂに上述の回折格子とＡＲコートとを形成した平行平面基板を切断することにより作成することが可能である。したがって、くさび型反射ミラー及びくさび型ビームスプリッタ等と比較して、安価に作成することが可能である。
【０１２６】
本実施の形態２の回折格子付きミラー２５において、実施の形態１で述べた回折格子付きミラー５と同様、第２の面２５ｂに形成された回折格子の深さｄは０．０８μｍとなっている。そのため、回折格子付きミラー２５で少なくとも２回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ２４へ向かう青紫レーザ光の０次光の回折効率（反射率）は、実質的にゼロとなる。また、回折格子付きミラー２５で少なくとも２回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ２４へ向かう青紫レーザ光の±１次回折光は、４５ｄｅｇの角度で入射する青紫レーザ光の入射面に平行な回折格子によって回折される。したがって、回折格子付きミラー２５内で内部反射した後にフロントモニタセンサ２４へ向かう青紫レーザ光は、回折格子付きミラー２５に入射する青紫レーザ光が平行光であっても、回折格子付きミラー２５を透過した後にフロントモニタセンサ２４へ向かう青紫レーザ光とは平行にならない。
【０１２７】
一方、第２の面２５ｂを透過した後にフロントモニタセンサ２４へ向かう赤色レーザ光及び赤外レーザ光の０次光の回折効率（透過率）は９８％以上となる。なお、回折格子における青紫レーザ光の０次光透過率η１は、回折格子における赤色レーザ光及び赤外レーザ光の０次光透過率η２よりも小さい。また、赤色レーザ光及び赤外レーザ光の、第１の面２５ａにおける反射率は十分小さく、５％未満である。そのため、回折格子付きミラー２５で少なくとも２回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ２４へ向かう赤色レーザ光及び赤外レーザ光の光量は十分小さくなる。
【０１２８】
なお、赤色レーザ光及び赤外レーザ光は、平板型ミラー１５に対してそれぞれ収束光及び発散光で入射する。すなわち、コリメートレンズアクチュエータ１４は、ＤＶＤ７０の情報記録面への情報の記録又は再生時に、互換対物レンズ１８に収束光を入射させ、ＣＤ８０の情報記録面への情報の記録又は再生時に、互換対物レンズ１８に発散光を入射させる。そのため、平板型ミラー１５と回折格子付きミラー２５とを透過した後、フロントモニタセンサ２４へ向かうレーザ光の光軸と、平板型ミラー１５において２回以上内部反射された後、回折格子付きミラー２５に入射し、回折格子付きミラー２５を透過した後、フロントモニタセンサ２４へ向かうレーザ光の光軸とは互いに平行にならない。
【０１２９】
以上のように、平板型の回折格子付きミラー２５に入射したレーザ光の一部を透過させ、フロントモニタセンサ２４に入射させることによりＡＰＣ信号検出する光学ヘッドにおいて、本実施の形態２の回折格子付きミラー２５を用いることにより、回折格子付きミラー２５に入射するレーザ光が平行光であっても、フロントモニタセンサ２４の有効領域内におけるレーザ光の干渉を抑制することができ、青紫レーザ光源１及び２波長レーザ光源１１の出射光量に正確に比例するＡＰＣ信号を得ることができる。
【０１３０】
なお、本実施の形態２において、回折格子付きミラー２５の第２の面２５ｂには、青紫レーザ光、赤色レーザ光及び赤外レーザ光の３つの波長に対応したＡＲコートが形成されているが、本発明は特にこれに限定されない。回折格子付きミラー２５の第２の面２５ｂには、青紫レーザ光の内部反射を防止するために、青紫レーザ光に対して規定の反射率及び透過率を有するＡＲコートが形成されていてもよい。このＡＲコートは、青紫レーザ光に対して最適化されているので、赤色レーザ光及び赤外レーザ光の数％は内部反射する。具体的には、青紫レーザ光に対する反射率が１％未満であり、赤色レーザ光及び赤外レーザ光に対する反射率は２％以上である。
【０１３１】
すなわち、ＡＲコート（反射防止膜）における青紫レーザ光に対する反射率Ｒ１と、ＡＲコートにおける赤色レーザ光及び赤外レーザ光に対する反射率Ｒ２とは、Ｒ１＜（Ｒ２）／２を満たす。
【０１３２】
また、本実施の形態２では、青紫レーザ光を出射する青紫レーザ光源１と、赤色レーザ光及び赤外レーザ光を出射する２波長レーザ光源１１を備えているが、本発明は特にこれに限定されず、青紫レーザ光を出射する青紫レーザ光源１と、赤色レーザ光及び赤外レーザ光のいずれかを出射するレーザ光源とを備えてもよい。
【０１３３】
（実施の形態３）
図１１は、本発明の実施の形態３における光学ヘッドの概略構成を示す図である。なお、本実施の形態３において、実施の形態１及び実施の形態２と共通の構成要素については同一の符号を付して、以下その説明を省略する。
【０１３４】
図１１における光学ヘッド４１は、図１０における光学ヘッド４０の回折格子付きミラー２５に替えて、波長選択ミラー３５を備える。波長選択ミラー３５は、コリメートレンズ４から出射された青紫レーザ光を概ね反射し、反射した大部分の青紫レーザ光を対物レンズ８の方向へ折り曲げる。また、波長選択ミラー３５は、青紫レーザ光の一部、赤色レーザ光のほぼ全て及び赤外レーザ光のほぼ全てを透過し、透過した各レーザ光をフロントモニタセンサ２４に入射させる。なお、本実施の形態３において、波長選択ミラー３５が第１の平板型光学素子の一例に相当する。
【０１３５】
波長選択ミラー３５は、波長選択性を有する平板型ミラーである。波長選択ミラー３５の光入射側の面（第１の面）３５ａには、４５ｄｅｇの角度で入射する青紫レーザ光を９０％反射し、１０％透過させると共に、赤色レーザ光と赤外レーザ光とをほぼ１００％透過させる波長選択性を有する反射膜が形成されている。
【０１３６】
一方、波長選択ミラー３５の光出射側の面（第２の面）３５ｂには、青紫レーザ光の内部反射を防止するために、青紫レーザ光に対して規定の反射率及び透過率を有するＡＲコートが形成されている。このＡＲコートは、青紫レーザ光に対して最適化されているので、赤色レーザ光及び赤外レーザ光の数％は内部反射する。具体的には、青紫レーザ光に対する反射率が１％未満であり、赤色レーザ光及び赤外レーザ光に対する反射率は２％以上である。なお、第１の面３５ａと第２の面３５ｂとは互いに平行となっている。
【０１３７】
このような波長選択ミラー３５は、第１の面３５ａに上述の波長選択性を有する反射膜を形成し、第２の面３５ｂに上述のＡＲコートを形成した平行平面基板を切断することにより作成することが可能である。したがって、くさび型反射ミラー及びくさび型ビームスプリッタ等と比較して、非常に安価に作成することが可能である。
【０１３８】
本実施の形態３の波長選択ミラー３５は、第２の面３５ｂにおける青紫レーザ光の反射率が１％未満である。すなわち、ＡＲコート（反射防止膜）における青紫レーザ光に対する反射率Ｒ１は、０．０１より小さい。そのため、波長選択ミラー３５で少なくとも２回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ２４へ向かう青紫レーザ光の光量は十分小さくなる。
【０１３９】
一方、第２の面３５ｂにおける赤色レーザ光及び赤外レーザ光の反射率は２％以上であるが、第１の面３５ａにおける赤色レーザ光及び赤外レーザ光の反射率は十分小さく、５％未満である。そのため、波長選択ミラー３５で少なくとも２回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ２４へ向かう赤色レーザ光及び赤外レーザ光の光量は十分小さくなる。
【０１４０】
以上のように、平板型の波長選択ミラー３５に入射したレーザ光の一部を透過させ、フロントモニタセンサ２４に入射させることによりＡＰＣ信号検出する光学ヘッドにおいて、本実施の形態３の波長選択ミラー３５を用いることにより、波長選択ミラー３５に入射するレーザ光が平行光であっても、フロントモニタセンサ２４の有効領域内におけるレーザ光の干渉を抑制することができ、青紫レーザ光源１及び２波長レーザ光源１１の出射光量に正確に比例するＡＰＣ信号を得ることができる。
【０１４１】
なお、実施の形態１及び実施の形態２で述べた回折格子付きミラー５及び回折格子付きミラー２５に、本実施の形態３で述べた青紫レーザ光に対して最適化されたＡＲコートを施すことで、フロントモニタセンサ２４の有効領域内におけるレーザ光の干渉をより抑制することができる。
【０１４２】
（実施の形態４）
図１２は、本発明の実施の形態４における光学ヘッドの概略構成を示す図である。なお、本実施の形態４において、実施の形態１と共通の構成要素については同一の符号を付して、以下その説明を省略する。
【０１４３】
図１２において、光学ヘッド４２は、青紫レーザ光を出射する青紫レーザ光源１、コリメートレンズ４４、回折格子付き平板型ビームスプリッタ３３、反射ミラー４５、１／４波長板６、回折レンズ７、対物レンズ８、対物レンズアクチュエータ９、検出レンズ４６、受光素子２３及びフロントモニタセンサ３４を備える。
【０１４４】
次に、多層光ディスク６０に情報を記録又は再生する場合の光学ヘッド４２の動作について述べる。青紫レーザ光源１から出射された約４０５ｎｍの波長を有する青紫レーザ光は、コリメートレンズ４４によって略平行光に変換され、回折格子付き平板型ビームスプリッタ３３にＳ偏光で入射する。回折格子付き平板型ビームスプリッタ３３に入射した青紫レーザ光の一部は、回折格子付き平板型ビームスプリッタ３３を透過した後、フロントモニタセンサ３４に入射する。そして、フロントモニタセンサ３４の出力に基づいて青紫レーザ光源１の出力が制御される。
【０１４５】
一方、回折格子付き平板型ビームスプリッタ３３で反射された青紫レーザ光の他部は、反射ミラー４５によって１／４波長板６の方向に反射される。反射ミラー４５で反射した青紫レーザ光は、１／４波長板６で円偏光に変換された後、回折レンズ７を透過する。回折レンズ７を透過した青紫レーザ光は、対物レンズ８によって、多層光ディスク６０の情報記録面Ｌ０〜Ｌ３の何れかに光スポットとして収束される。
【０１４６】
多層光ディスク６０の所定の情報記録面で反射した青紫レーザ光は、再び対物レンズ８及び回折レンズ７を透過し、１／４波長板６で往路とは異なる直線偏光に変換された後、反射ミラー４５で反射される。反射ミラー４５で反射された青紫レーザ光は、回折格子付き平板型ビームスプリッタ３３にＰ偏光で入射する。回折格子付き平板型ビームスプリッタ３３を透過した青紫レーザ光は、検出レンズ４６を介して、受光素子２３に導かれる。受光素子２３で検出されたレーザ光は、光電変換される。光電変換により生成された信号は、後述する制御部で演算され、多層光ディスク６０の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、多層光ディスク６０の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号とが生成される。
【０１４７】
なお、本実施の形態４において、青紫レーザ光が第１のレーザ光の一例に相当し、青紫レーザ光源１が第１の光源の一例に相当し、回折格子付き平板型ビームスプリッタ３３が第１の平板型光学素子の一例に相当し、多層光ディスク６０が第１の情報記録媒体の一例に相当し、対物レンズ８が第１の対物レンズの一例に相当し、受光素子２３が第１の光検出器の一例に相当し、フロントモニタセンサ３４が第２の光検出器の一例に相当する。
【０１４８】
次に、本実施の形態４における回折格子付き平板型ビームスプリッタについて説明する。
【０１４９】
本実施の形態４の回折格子付き平板型ビームスプリッタ３３は、図１２に示すように、コリメートレンズ４４から出射された青紫レーザ光を概ね反射し、反射した大部分の青紫レーザ光を反射ミラー４５の方向へ折り曲げる。また、回折格子付き平板型ビームスプリッタ３３は、青紫レーザ光の一部を透過し、透過した一部の青紫レーザ光をフロントモニタセンサ３４に入射させる。
【０１５０】
回折格子付き平板型ビームスプリッタ３３の光入射側の面（第１の面）３３ａには、４５ｄｅｇの角度で入射するＳ偏光の青紫レーザ光を９０％反射し、１０％透過させる偏光膜が形成されている。
【０１５１】
一方、回折格子付き平板型ビームスプリッタ３３の光出射側の面（第２の面）３３ｂには、４５ｄｅｇの角度で入射する青紫レーザ光の入射面に平行な回折格子が形成されている。回折格子は、第２の面３３ｂを透過する青紫レーザ光を０次光と±１次回折光とに分割するとともに、第２の面３３ｂで内部反射する青紫レーザ光を０次光と±１次回折光とに分割する。また、第２の面３３ｂには内部反射を防止するために、一般的なＡＲコートが形成されている。なお、第１の面３３ａと第２の面３３ｂとは互いに平行となっている。
【０１５２】
なお、実施の形態４における回折格子付き平板型ビームスプリッタ３３の第２の面３３ｂに形成される回折格子は、実施の形態１における回折格子付きミラー５の第２の面５ｂに形成される回折格子と同じ機能及び特性を有している。
【０１５３】
このような回折格子付きの平板型ビームスプリッタ３３は、第１の面３３ａに上述の偏光膜を形成するとともに、第２の面３３ｂに上述の回折格子とＡＲコートとを形成した平行平面基板を切断することにより作成することが可能である。したがって、くさび型反射ミラー及びくさび型偏光ビームスプリッタ等と比較して、安価に作成することが可能である。
【０１５４】
本実施の形態４の回折格子付き平板型ビームスプリッタ３３において、実施の形態１で述べた回折格子付きミラー５と同様、第２の面３３ｂに形成された回折格子の深さｄは０．０８μｍとなっている。そのため、回折格子付き平板型ビームスプリッタ３３で少なくとも２回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ３４へ向かう青紫レーザ光の０次光の効率（反射率）は、実質的にゼロとなる。また、回折格子付き平板型ビームスプリッタ３３で少なくとも２回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ３４へ向かう青紫レーザ光の±１次回折光は、４５ｄｅｇの角度で入射するレーザ光の入射面に平行な回折格子によって回折される。したがって、回折格子付き平板型ビームスプリッタ３３内で内部反射した後にフロントモニタセンサ３４へ向かう青紫レーザ光は、回折格子付き平板型ビームスプリッタ３３に入射する青紫レーザ光が平行光であっても、回折格子付き平板型ビームスプリッタ３３を透過した後にフロントモニタセンサ３４へ向かう青紫レーザ光とは平行にならない。
【０１５５】
以上のように、回折格子付き平板型ビームスプリッタ３３に入射した青紫レーザ光の一部を透過させ、フロントモニタセンサ３４に入射させることによりＡＰＣ信号検出する光学ヘッドにおいて、本実施の形態４の回折格子付き平板型ビームスプリッタ３３を用いることにより、回折格子付き平板型ビームスプリッタ３３に入射する青紫レーザ光が平行光であっても、フロントモニタセンサ３４の有効領域内における青紫レーザ光の干渉を抑制することができ、青紫レーザ光源１の出射光量に正確に比例するＡＰＣ信号を得ることができる。
【０１５６】
以上、実施の形態１から実施の形態４においては、光透過層の厚さｄ０〜ｄ３がそれぞれ５５μｍ，６９μｍ，８３μｍ，１００μｍである４つの情報記録面Ｌ０〜Ｌ３を有する多層光ディスク６０に対して、情報を記録又は再生する光学ヘッドについて説明を行っているが、多層光ディスク６０はこのような構造に限るものではない。本実施の形態１〜４の光学ヘッドは、光透過層の厚さがそれぞれ異なる少なくとも３つの情報記録面を有する多層光ディスク、すなわち、すでに実用化されているＢＤと比較して、隣接する情報記録面同士の間隔が小さい多層光ディスクに対して、広く適用可能であることは言うまでもない。
【０１５７】
（実施の形態５）
図１３は、本発明の実施の形態５における光ディスク装置の概略構成を示す図である。
【０１５８】
図１３において、光ディスク装置５０は、内部に光ディスク駆動部５１、制御部５２及び光学ヘッド５３を備える。
【０１５９】
光ディスク駆動部５１は、多層光ディスク６０（又はＤＶＤ７０又はＣＤ８０）を回転駆動する。光学ヘッド５３は、実施の形態１から実施の形態４で述べたいずれかの光学ヘッドである。制御部５２は、光ディスク駆動部５１及び光学ヘッド５３の駆動を制御すると共に、光学ヘッド５３で光電変換された制御信号及び情報信号の信号処理を行う。また、制御部５２は、情報信号を光ディスク装置５０の外部と内部とでインタフェースさせる機能を有する。
【０１６０】
制御部５２は、光学ヘッド５３から得られる制御信号を受け、制御信号に基づいて、フォーカス制御、トラッキング制御、情報再生制御及び光ディスク駆動部５１の回転制御を行う。また、制御部５２は、情報信号から情報の再生を行うと共に、記録信号の光学ヘッド５３への送出を行う。
【０１６１】
光ディスク装置５０は、実施の形態１から実施の形態４で述べたいずれかの光学ヘッドを搭載しているので、本実施の形態５における光ディスク装置５０は、少なくとも３つの情報記録面を備えた多層光ディスクに対して、良好に情報を記録又は再生することができる。
【０１６２】
（実施の形態６）
図１４は、本発明の実施の形態６におけるコンピュータの概略構成を示す図である。
【０１６３】
図１４において、コンピュータ５００は、実施の形態５の光ディスク装置５０と、情報を入力するためのキーボード、マウス又はタッチパネルなどの入力装置５０１と、入力装置５０１から入力された情報及び光ディスク装置５０から読み出した情報などに基づいて演算を行う中央演算装置（ＣＰＵ）などの演算装置５０２と、演算装置５０２によって演算された結果などの情報を表示するブラウン管又は液晶表示装置あるいは情報を印刷するプリンタなどの出力装置５０３とを備える。
【０１６４】
なお、本実施の形態６において、コンピュータ５００が情報処理装置の一例に相当し、演算装置５０２が情報処理部の一例に相当する。
【０１６５】
コンピュータ５００は、実施の形態５の光ディスク装置５０を備えるので、少なくとも３つの情報記録面を備えた多層光ディスクに対して、良好に情報を記録又は再生することができ、広い用途に適用することができる。
【０１６６】
（実施の形態７）
図１５は、本発明の実施の形態７における光ディスクプレーヤの概略構成を示す図である。
【０１６７】
図１５において、光ディスクプレーヤ６００は、実施の形態５の光ディスク装置５０と、光ディスク装置５０から得られる情報信号を画像信号に変換するデコーダ６０１とを備える。
【０１６８】
なお、光ディスクプレーヤ６００は、ＧＰＳ等の位置センサ及び中央演算装置（ＣＰＵ）を加えることによりカーナビゲーションシステムとしても利用可能である。また、光ディスクプレーヤ６００は、液晶モニタなどの表示装置６０２を備えてもよい。
【０１６９】
また、本実施の形態７において、光ディスクプレーヤ６００が情報処理装置の一例に相当し、デコーダ６０１が情報処理部の一例に相当する。
【０１７０】
光ディスクプレーヤ６００は、実施の形態５の光ディスク装置５０を備えるので、少なくとも３つの情報記録面を備えた多層光ディスクに対して、良好に情報を記録又は再生することができ、広い用途に適用することができる。
【０１７１】
（実施の形態８）
図１６は、本発明の実施の形態８における光ディスクレコーダの概略構成を示す図である。
【０１７２】
図１６において、光ディスクレコーダ７００は、実施の形態５の光ディスク装置５０と、光ディスク装置５０によって光ディスクへ記録するための情報信号に画像情報を変換するエンコーダ７０１とを備える。望ましくは、光ディスク装置５０から得られる情報信号を画像情報に変換するデコーダ７０２も備えることにより、記録した画像を再生することも可能となる。なお、光ディスクレコーダ７００は、情報を表示するブラウン管又は液晶表示装置あるいは情報を印刷するプリンタなどの出力装置７０３を備えてもよい。
【０１７３】
なお、本実施の形態８において、光ディスクレコーダ７００が情報処理装置の一例に相当し、エンコーダ７０１及びデコーダ７０２が情報処理部の一例に相当する。
【０１７４】
光ディスクレコーダ７００は、実施の形態５の光ディスク装置５０を備えるので、少なくとも３つの情報記録面を備えた多層光ディスクに対して、良好に情報を記録又は再生することができ、広い用途に適用することができる。
【０１７５】
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
【０１７６】
本発明の一局面に係る光学ヘッドは、第１の波長λ１を有する第１のレーザ光を出射する第１の光源と、前記第１のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる第１の平板型光学素子と、前記第１のレーザ光を第１の情報記録媒体の情報記録面に収束させる第１の対物レンズと、前記第１の情報記録媒体の前記情報記録面からの反射光を受光して、情報信号及び／又は誤差信号を生成する第１の光検出器と、前記第１の平板型光学素子の透過光又は反射光を受光して、前記第１の光源の出力を制御するための自動パワーコントロール信号を生成する第２の光検出器とを備え、前記第１の平板型光学素子は、前記第１の光源から出射された前記第１のレーザ光が入射する第１の面と、前記第１の面に対向する第２の面とを含み、前記第１の面と前記第２の面とは互いに平行であり、前記第１の面には、前記第１のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成され、前記第２の面には、回折格子が形成されている。
【０１７７】
この構成によれば、第１の光源は、第１の波長λ１を有する第１のレーザ光を出射し、第１の平板型光学素子は、第１のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる。そして、第１の対物レンズは、第１のレーザ光を第１の情報記録媒体の情報記録面に収束させ、第１の光検出器は、第１の情報記録媒体の情報記録面からの反射光を受光して、情報信号及び／又は誤差信号を生成する。また、第２の光検出器は、第１の平板型光学素子の透過光又は反射光を受光して、第１の光源の出力を制御するための自動パワーコントロール信号を生成する。第１の平板型光学素子は、第１の光源から出射された第１のレーザ光が入射する第１の面と、第１の面に対向する第２の面とを含み、第１の面と第２の面とは互いに平行である。第１の面には、第１のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成され、第２の面には、回折格子が形成されている。
【０１７８】
第１の平板型光学素子に入射した第１のレーザ光は、第２の面を透過すると共に、第２の面と第１の面とで内部反射した後、第２の面を透過する。このとき、内部反射することなく第２の面を透過した第１のレーザ光と、内部反射して第２の面を透過した第１のレーザ光とは、回折格子によって、それぞれ異なる回折効率で回折される。
【０１７９】
したがって、第１の平板型光学素子に入射する第１のレーザ光が平行光であっても、第１の平板型光学素子内で内部反射した後に第２の面を透過する第１のレーザ光の±１次回折光は、第１の平板型光学素子内で内部反射することなく第２の面を透過する第１のレーザ光と平行にならないので、第１の光源のレーザパワーを制御するための第２の光検出器の有効領域内における第１のレーザ光の干渉を抑制することができ、第１の光源から出射される第１のレーザ光のレーザパワーを正確に制御することができる。
【０１８０】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記第１の平板型光学素子は、平板型偏光ビームスプリッタを含むことが好ましい。この構成によれば、第１の平板型光学素子として平板型偏光ビームスプリッタを用いることができる。
【０１８１】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記第１の平板型光学素子は、前記第１の情報記録媒体の情報記録面に対して実質的に垂直に入射するように、前記第１のレーザ光を反射させる平板型反射ミラーを含むことが好ましい。この構成によれば、第１の情報記録媒体の情報記録面に対して実質的に垂直に入射するように、第１のレーザ光を反射させることができる。
【０１８２】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記第１の情報記録媒体は、光透過層の厚さがそれぞれ異なる少なくとも３つの情報記録面を有し、前記第１の情報記録媒体の前記光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正する球面収差補正部をさらに備え、前記球面収差補正部は、前記光透過層の厚さが最も大きい情報記録面Ｌ０への情報の記録又は再生時に、前記第１の対物レンズに発散光を入射させ、前記光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Ｌｎへの情報の記録又は再生時に、前記第１の対物レンズに収束光を入射させることが好ましい。
【０１８３】
この構成によれば、第１の情報記録媒体は、光透過層の厚さがそれぞれ異なる少なくとも３つの情報記録面を有し、球面収差補正部は、第１の情報記録媒体の光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正する。そして、球面収差補正部は、光透過層の厚さが最も大きい情報記録面Ｌ０への情報の記録又は再生時に、第１の対物レンズに発散光を入射させ、光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Ｌｎへの情報の記録又は再生時に、第１の対物レンズに収束光を入射させる。
【０１８４】
したがって、光透過層の厚さがそれぞれ異なる少なくとも３つの情報記録面を有する第１の情報記録媒体において、それぞれの情報記録面の光透過層の厚さに応じて３次球面収差を補正することができる。
【０１８５】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記回折格子の格子深さｄは、（λ１）／６≦ｄ≦（λ１）／４を満たすことが好ましい。この構成によれば、回折格子の深さｄが（λ１）／６≦ｄ≦（λ１）／４を満たすことで、実質的に内部反射した０次光の回折効率を適切なレベルに抑制することができる。
【０１８６】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記第１の波長λ１よりも大きい第２の波長λ２を有する第２のレーザ光を出射する第２の光源と、前記第２のレーザ光を、所定の割合で透過及び反射させ、前記第１のレーザ光を実質的に透過する第２の平板型光学素子と、前記第１の情報記録媒体とは異なる種類の第２の情報記録媒体の情報記録面に前記第２のレーザ光を収束させる第２の対物レンズとをさらに備えることが好ましい。
【０１８７】
この構成によれば、第２の光源は、第１の波長λ１よりも大きい第２の波長λ２を有する第２のレーザ光を出射し、第２の平板型光学素子は、第２のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させ、第１のレーザ光を実質的に透過し、第２の対物レンズは、第１の情報記録媒体とは異なる種類の第２の情報記録媒体の情報記録面に第２のレーザ光を収束させる。
【０１８８】
したがって、第１の情報記録媒体に対してだけでなく、第１の情報記録媒体とは異なる種類の第２の情報記録媒体に対しても、情報を記録又は再生することができる。
【０１８９】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記球面収差補正部は、前記第２の情報記録媒体の情報記録面への情報の記録又は再生時に、前記第２の対物レンズに発散光又は収束光を入射させることが好ましい。
【０１９０】
この構成によれば、球面収差補正部は、第２の情報記録媒体の情報記録面への情報の記録又は再生時に、第２の対物レンズに発散光又は収束光を入射させる。したがって、第２の平板型光学素子と第１の平板型光学素子とを透過した後、第２の光検出器へ向かう第２のレーザ光の光軸と、第２の平板型光学素子において２回以上内部反射された後、第１の平板型光学素子に入射し、第１の平板型光学素子を透過した後、第２の光検出器へ向かう第２のレーザ光の光軸とは互いに平行にならないので、第２の光検出器の有効領域内における第２のレーザ光の干渉を抑制することができる。
【０１９１】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記回折格子における前記第１のレーザ光の０次光透過率η１は、前記回折格子における前記第２のレーザ光の０次光透過率η２よりも小さいことが好ましい。
【０１９２】
この構成によれば、回折格子における第１のレーザ光の０次光透過率η１は、回折格子における第２のレーザ光の０次光透過率η２よりも小さいので、第２の光検出器における第２のレーザ光の検出光量を十分に確保することができる。
【０１９３】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記第１の面における前記第２のレーザ光の反射率は、５％未満であることが好ましい。この構成によれば、第１の面における第２のレーザ光の反射率は、５％未満であるので、第２の光検出器における第２のレーザ光の検出光量を十分に確保することができる。さらに、第１の平板型光学素子において２回以上内部反射された後、第２の光検出器へ向かう第２のレーザ光の光量は十分小さくなり、第２の光検出器における第２のレーザ光の干渉を抑制することができる。
【０１９４】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記第２の面には、前記第１のレーザ光に対して規定の反射率及び透過率を有する反射防止膜が形成されていることが好ましい。この構成によれば、第２の面には、第１のレーザ光に対して規定の反射率及び透過率を有する反射防止膜が形成されているので、第１のレーザ光が第１の平板型光学素子内で内部反射するのを抑制することができる。
【０１９５】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記反射防止膜における前記第１のレーザ光に対する反射率Ｒ１と、前記反射防止膜における前記第２のレーザ光に対する反射率Ｒ２とは、Ｒ１＜（Ｒ２）／２を満たすことが好ましい。
【０１９６】
この構成によれば、反射防止膜における第１のレーザ光に対する反射率Ｒ１と、反射防止膜における第２のレーザ光に対する反射率Ｒ２とは、Ｒ１＜（Ｒ２）／２を満たすので、第１のレーザ光が第１の平板型光学素子内で内部反射するのを抑制することができる。
【０１９７】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記第２の波長λ２よりも大きい第３の波長λ３を有する第３のレーザ光を出射する第３の光源をさらに備え、前記第２の対物レンズは、前記第１の情報記録媒体及び前記第２の情報記録媒体とは異なる種類の第３の情報記録媒体の情報記録面に前記第３のレーザ光を収束させ、前記第２の平板型光学素子は、前記第３のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させることが好ましい。
【０１９８】
この構成によれば、第３の光源は、第２の波長λ２よりも大きい第３の波長λ３を有する第３のレーザ光を出射し、第２の対物レンズは、第１の情報記録媒体及び第２の情報記録媒体とは異なる種類の第３の情報記録媒体の情報記録面に第３のレーザ光を収束させ、第２の平板型光学素子は、第３のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる。
【０１９９】
したがって、第１の情報記録媒体及び第２の情報記録媒体に対してだけでなく、第１の情報記録媒体及び第２の情報記録媒体とは異なる種類の第３の情報記録媒体に対しても、情報を記録又は再生することができる。
【０２００】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記球面収差補正部は、前記第２の情報記録媒体の情報記録面への情報の記録又は再生時に、前記第２の対物レンズに収束光を入射させ、前記第３の情報記録媒体の情報記録面への情報の記録又は再生時に、前記第２の対物レンズに発散光を入射させることが好ましい。
【０２０１】
この構成によれば、球面収差補正部は、第２の情報記録媒体の情報記録面への情報の記録又は再生時に、第２の対物レンズに収束光を入射させ、第３の情報記録媒体の情報記録面への情報の記録又は再生時に、第２の対物レンズに発散光を入射させる。
【０２０２】
したがって、第２の平板型光学素子と第１の平板型光学素子とを透過した後、第２の光検出器へ向かう第２のレーザ光又は第３のレーザ光の光軸と、第２の平板型光学素子において２回以上内部反射された後、第１の平板型光学素子に入射し、第１の平板型光学素子を透過した後、第２の光検出器へ向かう第２のレーザ光又は第３のレーザ光の光軸とは互いに平行にならないので、第２の光検出器の有効領域内における第２のレーザ光又は第３のレーザ光の干渉を抑制することができる。
【０２０３】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記第２の面には、前記第１のレーザ光、前記第２のレーザ光及び前記第３のレーザ光に対して規定の反射率及び透過率を有する反射防止膜が形成されていることが好ましい。
【０２０４】
この構成によれば、第２の面には、第１のレーザ光、第２のレーザ光及び第３のレーザ光に対して規定の反射率及び透過率を有する反射防止膜が形成されているので、第１のレーザ光、第２のレーザ光及び第３のレーザ光が第１の平板型光学素子内で内部反射するのを抑制することができる。
【０２０５】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記回折格子は、前記第１のレーザ光の入射面に平行な複数の直線が平行に並んだ凹凸パターンを有することが好ましい。この構成によれば、第１のレーザ光の入射面に平行な複数の直線が平行に並んだ凹凸パターンを有する回折格子を用いて、第１のレーザ光を回折させることができる。
【０２０６】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記回折格子は、前記第１のレーザ光の入射光軸を中心とした輪帯状の凹凸パターンを有することが好ましい。この構成によれば、第１のレーザ光の入射光軸を中心とした輪帯状の凹凸パターンを有する回折格子を用いて、第１のレーザ光を回折させることができる。
【０２０７】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記回折格子は、バイナリ型の回折格子であることが好ましい。この構成によれば、エッチング等のプロセスにて簡易に形成可能であるので、回折格子を安価に作成できる。
【０２０８】
本発明の他の局面に係る光学ヘッドは、第１の波長λ１を有する第１のレーザ光を出射する第１の光源と、前記第１の波長λ１よりも大きい第２の波長λ２を有する第２のレーザ光を出射する第２の光源と、前記第１のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる第１の平板型光学素子と、前記第２のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させ、前記第１のレーザ光を実質的に透過する第２の平板型光学素子と、前記第１のレーザ光を第１の情報記録媒体の情報記録面に収束させる第１の対物レンズと、前記第１の情報記録媒体とは異なる種類の第２の情報記録媒体の情報記録面に前記第２のレーザ光を収束させる第２の対物レンズと、前記第１の情報記録媒体の情報記録面からの反射光を受光して、情報信号及び／又は誤差信号を生成する第１の光検出器と、前記第１の平板型光学素子の透過光又は反射光を受光して、前記第１の光源の出力を制御するための自動パワーコントロール信号を生成する第２の光検出器とを備え、前記第１の平板型光学素子は、前記第１の光源から出射された前記第１のレーザ光が入射する第１の面と、前記第１の面に対向する第２の面とを含み、前記第１の面と前記第２の面とは互いに平行であり、前記第１の面には、前記第１のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成され、前記第２の面には、前記第１のレーザ光に対して規定の反射率及び透過率を有する反射防止膜が形成されている。
【０２０９】
この構成によれば、第１の光源は、第１の波長λ１を有する第１のレーザ光を出射し、第２の光源は、第１の波長λ１よりも大きい第２の波長λ２を有する第２のレーザ光を出射する。第１の平板型光学素子は、第１のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させ、第２の平板型光学素子は、第２のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させ、第１のレーザ光を実質的に透過する。第１の対物レンズは、第１のレーザ光を第１の情報記録媒体の情報記録面に収束させ、第２の対物レンズは、第１の情報記録媒体とは異なる種類の第２の情報記録媒体の情報記録面に第２のレーザ光を収束させる。第１の光検出器は、第１の情報記録媒体の情報記録面からの反射光を受光して、情報信号及び／又は誤差信号を生成する。第２の光検出器は、第１の平板型光学素子の透過光又は反射光を受光して、第１の光源の出力を制御するための自動パワーコントロール信号を生成する。第１の平板型光学素子は、第１の光源から出射された第１のレーザ光が入射する第１の面と、第１の面に対向する第２の面とを含み、第１の面と第２の面とは互いに平行である。第１の面には、第１のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成され、第２の面には、第１のレーザ光に対して規定の反射率及び透過率を有する反射防止膜が形成されている。
【０２１０】
第１の平板型光学素子に入射した第１のレーザ光は、第２の面を透過する。このとき、第２の面には反射防止膜が形成されているので、第１のレーザ光の内部反射が抑制され、第１の平板型光学素子で少なくとも２回以上内部反射された後に第２の光検出器へ向かう第１のレーザ光の光量を十分小さくすることができる。
【０２１１】
したがって、第１の平板型光学素子に入射する第１のレーザ光が平行光であっても、第１のレーザ光は、第１の平板型光学素子内で実質的に内部反射することなく第２の面を透過するので、第１の光源のレーザパワーを制御するための第２の光検出器の有効領域内における第１のレーザ光の干渉を抑制することができ、第１の光源から出射される第１のレーザ光のレーザパワーを正確に制御することができる。
【０２１２】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記反射防止膜における前記第１のレーザ光に対する反射率Ｒ１は、０．０１より小さいことが好ましい。
【０２１３】
この構成によれば、反射防止膜における第１のレーザ光に対する反射率Ｒ１は、０．０１より小さいので、第１の平板型光学素子で少なくとも２回以上内部反射された後に第２の光検出器へ向かう第１のレーザ光の光量を十分小さくすることができる。
【０２１４】
本発明の他の局面に係る回折格子付き光学素子は、所定の波長λを有するレーザ光を所定の割合で透過及び反射させ、前記レーザ光を出射する光源の出力を制御するための自動パワーコントロール信号を生成する光検出器に前記レーザ光を導く回折格子付き光学素子であって、前記レーザ光が入射する第１の面と、前記第１の面に対向する第２の面とを備え、前記第１の面と前記第２の面とは互いに平行であり、前記第２の面には、回折格子が形成されており、前記回折格子の格子深さｄは、λ／６≦ｄ≦λ／４を満たし、前記回折格子のピッチｐは、ｐ＞λを満たす。
【０２１５】
この構成によれば、回折格子付き光学素子は、所定の波長λを有するレーザ光を所定の割合で透過及び反射させ、レーザ光を出射する光源の出力を制御するための自動パワーコントロール信号を生成する光検出器にレーザ光を導く。回折格子付き光学素子は、レーザ光が入射する第１の面と、第１の面に対向する第２の面とを備え、第１の面と第２の面とは互いに平行である。第２の面には、回折格子が形成されている。回折格子の格子深さｄは、λ／６≦ｄ≦λ／４を満たし、回折格子のピッチｐは、ｐ＞λを満たす。
【０２１６】
回折格子付き光学素子に入射した第１のレーザ光は、第２の面を透過すると共に、第２の面と第１の面とで内部反射した後、第２の面を透過する。このとき、内部反射することなく第２の面を透過したレーザ光と、内部反射して第２の面を透過したレーザ光とは、回折格子によって、それぞれ異なる回折効率で回折される。
【０２１７】
したがって、回折格子付き光学素子に入射するレーザ光が平行光であっても、回折格子付き光学素子内で内部反射した後に第２の面を透過するレーザ光は、回折格子付き光学素子内で内部反射することなく第２の面を透過するレーザ光と平行にならないので、光源のレーザパワーを制御するための光検出器の有効領域内におけるレーザ光の干渉を抑制することができ、光源から出射されるレーザ光のレーザパワーを正確に制御することができる。
【０２１８】
また、上記の回折格子付き光学素子において、前記第１の面には、前記レーザ光を所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成されていることが好ましい。
【０２１９】
この構成によれば、第１の面には、レーザ光を所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成されているので、透過光及び反射光のうちの一方を情報記録媒体に導き、他方を光検出器に導くことができる。
【０２２０】
また、上記の回折格子付き光学素子において、前記第１の面に入射する前記レーザ光の入射角θは、４５±１０［ｄｅｇ］であることが好ましい。この構成によれば、第１の面に入射するレーザ光の入射角θは、４５±１０［ｄｅｇ］であるので、第１の面において、情報記録媒体の情報記録面に対して垂直に入射するように、レーザ光を反射させることができる。
【０２２１】
本発明の他の局面に係る光ディスク装置は、上記のいずれかに記載の光学ヘッドと、情報記録媒体を回転駆動するモータと、前記光学ヘッドと前記モータとを制御する制御部とを備える。この構成によれば、上記の光学ヘッドを光ディスク装置に適用することができる。
【０２２２】
本発明の他の局面に係る情報処理装置は、上記に記載の光ディスク装置と、前記光ディスク装置に記録する情報及び／又は前記光ディスク装置から再生された情報を処理する情報処理部とを備える。この構成によれば、上記の光学ヘッドを備える光ディスク装置を情報処理装置に適用することができる。
【０２２３】
なお、発明を実施するための形態の項においてなされた具体的な実施態様又は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と特許請求事項との範囲内で、種々変更して実施することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【０２２４】
本発明に係る光学ヘッド、光ディスク装置及び回折格子付き光学素子は、少なくとも３つの情報記録面を有する多層化された高密度光ディスクにおいて、平板型光学素子を用いた安価な構成でＡＰＣ信号を検出することができ、光ディスク等の情報記録媒体に対して、情報を記録又は再生する光学ヘッド、当該光学ヘッドを具備した光ディスク装置、及び光源の出力を制御するための自動パワー制御信号を生成する光検出器に透過光又は反射光を導く回折格子付き光学素子として有用である。
【０２２５】
さらに、本発明に係る光ディスク装置を備えた情報処理装置は、少なくとも３つの情報記録面を有する多層化された高密度光ディスクに対して、良好に情報を記録又は再生することができ、広い用途に適用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図８】
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